應用材料公司推出創新以提高2納米芯片的能源效率

應用材料公司今天推出了材料工程創新技術，旨在通過使銅線能夠擴展到2 NM邏輯節點甚至更高來提高計算機系統的每瓦性能。

應用材料半導體產品事業部總裁普拉布·拉賈博士表示：「人工智能時代需要更節能的計算，芯片佈線和堆疊對性能和功耗至關重要。」應用公司最新的集成材料解決方案使業界能夠將低阻銅線擴展到新興的埃斯特羅姆節點，而我們最新的低k電介質材料同時減少了電容，並增強了芯片，將3D堆疊提高到了新的高度。

克服經典摩爾定律的物理挑戰

今天最先進的邏輯芯片可以包含數百億個晶體管，這些晶體管通過60多英里的微小銅線連接在一起。芯片佈線的每一層都始於一層電介質材料的薄膜，該薄膜被蝕刻以產生填充了銅的通道。幾十年來，Low-k介電和銅一直是業界的主力佈線組合，使芯片製造商能夠在每一代產品的可擴展性、性能和能效方面都有所改進。

然而，隨着行業規模擴大到2 NM及以下，更薄的介質材料會使芯片在機械上變得更弱，而縮小銅線會導致電阻急劇增加，從而降低芯片性能並增加功耗。

增強型低k電介質降低互連電阻並增強3D堆疊芯片

應用的黑鑽石™材料幾十年來一直在行業中處於領先地位，在銅線周圍塗上一層低介電常數或「k值」薄膜，旨在減少電荷的積累，這些電荷會增加功耗並導致電信號之間的干擾。

今天應用推出了增強版的黑鑽石，這是該公司的主要生產商™黑鑽石™PECVD*系列中的最新版本。這種新材料降低了最小k值，使其能夠擴展到2 NM及以下，同時提供更高的機械強度，隨着芯片製造商和系統公司將3D邏輯和內存堆疊提升到新的高度，這一點變得至關重要。

所有領先的邏輯和DRAM芯片製造商都採用了最新的黑鑽石技術。

爲了擴大芯片佈線規模，芯片製造商蝕刻每一層低k薄膜以創建溝槽，然后沉積一層阻擋層，以防止銅遷移到芯片中並造成產量問題。然后在屏障上塗上一層襯里，以確保在最終的銅迴流沉積過程中的粘附性，該程序會慢慢地用銅填充剩余的體積。

隨着芯片製造商進一步擴大布線規模，阻擋層和襯墊在佈線的體積中佔據了更大的比例，在剩余空間中創建低阻、無空隙的銅線在物理上變得不可能。

今天，應用材料公開推出了其最新的IMSIMS™(集成材料解決方案™)，該解決方案在一個高真空系統中結合了六種不同的技術，包括行業首創的材料組合，使芯片製造商能夠將銅線擴展到2 NM節點甚至更遠。該解決方案是Ru和Co(RuCo)的二元金屬組合，可同時將襯里的厚度減少約33%至2 NM，為無空洞的銅迴流產生更好的表面性能，並將線路電阻降低高達約25%，以提高芯片性能和功耗。

所有領先的邏輯芯片製造商正在採用新的應用耐久™銅壘種子IMSIMS™和Volta™Ru CVD*，並開始向3 nm節點的客户發貨。點擊此處可以觀看這項技術的動畫。