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富士通開發32奈米CMOS新製程技術
 

【CTIMES/SmartAuto 王岫晨 報導】   2008年06月18日 星期三

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富士通研究所與富士通微電子合作開發了低成本32奈米CMOS製程技術。據了解,這種技術是在pMOS中導入矽化(FUSI)的金屬柵極,因製程所增加的成本低於1%,但與45奈米製程相比,高速CMOS的耗電量可減少20%,低耗電CMOS則可減少40%。

該技術的nMOS採用NiSi/多結晶矽兩層柵極,pMOS採用NiSi完全矽化柵極。增加的製程只有一個,是傳統向nMOS和pMOS兩者導入新型金屬柵極材料所需製程數的1/6。這也是首次只在單側MOS中採用完全矽化柵極,必須具備非常豐富的經驗。

對於nMOS,在多結晶矽柵極中添加雜質以改變晶格常數,並對溝道進行拉伸變形以提高驅動力。電源電壓為1V時的導通電流比原來增加22%,達到了1mA/μm(截止電流為100nA/μm)。pMOS方面,採用金屬柵極,藉由抑制柵極空洞化以提高驅動力。電源電壓為-1V時的導通電流比原來增加10%,達到了650μA/μm(截止電流為100nA/μm)。儘管柵極絕緣膜採用的是矽氧化膜,但量產時將採用高介電率(high-k)柵極絕緣膜。

富士通選擇只在pMOS採用金屬柵極,是由於nMOS採用金屬柵極不是個好方法。富士通指出,第一,在nMOS中,柵極空洞化的影響要比pMOS小,採用金屬柵極並非必要。第二,在nMOS中,金屬柵極舒緩SiN Liner膜造成的變形後,會使驅動力下降。因此,在nMOS中採用金屬柵極,只會增加成本,卻無法獲得性能的提升。

關鍵字: CMOS  富士通研究所  富士通微 
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