美国IBM Research、美国GLOBALFOUNDRIES、美国东芝电子元件(Toshiba America Electronic Components)及NEC电子(现为瑞萨电子)在“2010 Symposium on VLSI Technology”上宣布,开发出了单元面积仅为0.063μm2、利用FinFET的SRAM单元(演讲序号2.2)。而且无需使用EUV曝光技术,以现有ArF曝光技术即可实现。“0.063μm2的SRAM单元面积,在使用不含电子束的普通曝光装置(optical lithography)进行制造的产品中,是此前学会发布的产品中最小的”(IBM)。此次的产品采用SOI(silicon on insulator)技术。这一研究成果是由上述4家企业在美国纽约的“奥尔巴尼纳米技术中心(Albany NanoTech)”共同取得的。适用于22nm工艺技术节点。
此次,为了采用ArF曝光技术实现小面积SRAM单元,采用了名为DE2(double-expose double-etch)、以蚀刻技术去除多余Fin的方法。逻辑电路部分为了获得晶体管驱动力,大多连接使用多个Fin。这样,为了防止源极与漏极之间的电阻值提高,采用了以外延膜(Epi Film)连接源极与漏极的方法。不过,SRAM部存在这种外延膜时,可能会导致晶体管之间短路。其原因是,从集成度的角度来说,SRAM是由1个Fin构成1个晶体管。因此,为了防止晶体管之间发生短路现象,“SRAM需要有选择地去除Fin”(此次发表论文的相关人士)。
目前已确认此次开发的0.063μm2SRAM单元“可在0.4V电源电压下获得良好的单元特性”(IBM)。此外,IBM等公司还试制了面积为0.094μm2及0.076μm2的SRAM单元,均可在0.8V电源电压下确保约200mV的信噪余度(Signal Noise Margin:SNM)。
此次试制的FinFET的导通电流方面,NMOS为1170μA/μm,PMOS为700μA/μm(均在断开电流为100nA/μm、电源电压为1V时)。FinFET的栅极长度为25nm。Fin间距仅为40nm。采用高介电率(high-k)栅极绝缘膜和金属栅极,以先行栅极(Gate First)工艺形成。
来源:技术在线
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