تدعم هذه النتائج بشكل تجريبي وعدهم باستخدامها كموصلات جديدة في مخططات تكامل الربط البيني شبه الدمشقي المتقدمة ، حيث يمكن دمجها مع فجوات هوائية لتحسين الأداء.
ومع ذلك ، في هذا المزيج ، تزداد أهمية تأثيرات تسخين جول. تم التنبؤ بذلك من خلال العمل التجريبي والنمذجة المشترك في بنية نهاية الخط الخلفي المكونة من 12 طبقة (BEOL) - تنفيذ معادن وفجوات هوائية جديدة.
تقليص المنطق التكنلوجيا ستتطلب خريطة الطريق إلى 1 نانومتر وما بعدها إدخال مواد موصلة جديدة في الطبقات الأكثر أهمية في النهاية الخلفية للخط. من المثير للاهتمام المركبات الثنائية والثلاثية بين المعادن (على سبيل المثال، Al أو Ru) ذات مقاومة أقل من المعادن الأولية التقليدية (مثل Cu، Co، Mo أو Ru) بأبعاد متدرجة.
قامت شركة Imec بشكل تجريبي بالتحقيق في سلوك المقاومة للأغشية الرقيقة للألمنيوم ، بما في ذلك AlNi و Al3Sc و AlCu و Al2Cu. بسمك 20 نانومتر وما فوق ، أظهرت جميع الأفلام المترسبة PVD مقاومة مماثلة أو أقل من Ru أو Mo.
تم تحقيق أدنى مقاومة قدرها 9.5 سم لأفلام 28 نانومتر من AlCu و Al2Cu - وهي قيمة تقل عن قيمة Cu. أشارت التجارب أيضًا إلى وجود تحديات للألمنيوم المدروسة ، مثل التحكم في قياس العناصر المتكافئة للفيلم وأكسدة السطح.
تتصور Imec لإدخال مركبات بين المعادن في مخططات تكامل شبه دمشقية متقدمة ، والتي تتضمن حفرًا مباشرًا لمعدن قابل للنقش لتحقيق خطوط نسبة عرض إلى ارتفاع أعلى. يمكن الحصول على مزيد من التحسينات في تأخير RC عن طريق إدخال فجوات هوائية جزئية أو كاملة بشكل تدريجي بين الخطوط المعدنية.
من المتوقع أن يؤدي استبدال العوازل التقليدية منخفضة k بفجوات هوائية عازلة كهربائياً إلى تقليل السعة في الأبعاد المقاسة. لكن الموصلية الحرارية ضعيفة للغاية للفجوات الهوائية ، مما يثير مخاوف بشأن تسخين جول في ظروف التشغيل.
حدد Imec هذا التحدي من خلال إجراء قياسات "معايرة" التسخين في جول على مستوى الربط المعدني المحلي ثنائي الطبقة وإسقاط النتائج على بنية BEOL من 2 طبقة من خلال النمذجة.
وتتوقع الدراسة زيادة بنسبة 20٪ في درجة الحرارة باستخدام الثغرات الهوائية. تم العثور على أن كثافة الخطوط المعدنية تلعب دورًا مهمًا: أظهرت كثافة المعادن العالية المساعدة في تقليل تسخين الجول.
يقول Zsolt Tokei ، زميل IMEC ومدير برنامج الترابطات النانوية في IMEC: "هذه الأفكار هي مفتاح لتحسين مخططات المعدنة شبه الدمشقية كخيار ربط بيني لمسافة 1 نانومتر وما بعده". "إلى جانب ذلك ، تعمل imec على توسيع خارطة طريق الربط مع خيارات أخرى ، بما في ذلك المعدنة الهجينة وخطط وسط الخط الجديدة ، مع حل التحديات الحرجة المتعلقة بتكامل العملية وموثوقيتها."