תוצאות אלה תומכות באופן ניסיוני בהבטחתן לשמש כמוליכות חדשות בתוכניות אינטגרציה מתקדמות של אינטראקציות בין-דמשקניות, בהן ניתן לשלב אותן עם פערי אוויר לשיפור הביצועים.
בשילוב זה, לעומת זאת, השפעות החימום של ג'ול הופכות לחשובות יותר ויותר. זה נחזה על ידי עבודות ניסוי ודוגמנות משולבות במבנה בן 12 שכבות אחוריות (BEOL) - יישום מתכות וחללי אוויר חדשים.
מקטינים את ההיגיון טֶכנוֹלוֹגִיָה מפת הדרכים ל-1nm ומעלה תדרוש הכנסת חומרים מוליכים חדשים בשכבות הקריטיות ביותר של הקצה האחורי של הקו. מעניינות הן תרכובות בין מתכתיות בינאריות ומשולשות (למשל, מבוססות Al או Ru) בעלות התנגדות נמוכה יותר ממתכות יסוד קונבנציונליות (כגון Cu, Co, Mo או Ru) בממדים מותאמים.
Imec חקר באופן ניסיוני את התנהגות ההתנגדות של סרטים דקים של אלומינידים, כולל AlNi, Al3Sc, AlCu ו- Al2Cu. בעובי 20 ננומטר ומעלה, כל הסרטים שהופקדו על ידי PVD הראו התנגדויות דומות או נמוכות יותר מ- Ru או Mo.
ההתנגדות הנמוכה ביותר של 9.5µΩcm הושגה עבור סרטי 28 ננומטר של AlCu ו- Al2Cu - ערך שעובר מתחת לזה של Cu. הניסויים הצביעו גם על אתגרים עבור האלומינידים שנחקרו, כגון שליטה בסטויוכימטריה של הסרט וחמצון פני השטח.
Imec מתכוונת להציג תרכובות בין-מתכתיות בתכניות אינטגרציה מתקדמות למחצה של דמשקין, הכוללות צריבה ישירה של מתכת בתבנית כדי להשיג קווי יחס רוחב-גובה גבוהים יותר. ניתן להשיג שיפורים נוספים בעיכוב RC על ידי החדרת פערי אוויר חלקיים או מלאים בין קווי המתכת.
החלפת דיאלקטריות קונבנציונאליות נמוכות ב- פערים עם בידוד חשמלי צפויה להפחית את הקיבול בממדים מוגדלים. אך לרווחי אוויר מוליכות תרמית ירודה ביותר, מה שמעורר חשש לחימום ג'ול בתנאי פעולה.
Imec כימה את האתגר הזה על ידי ביצוע מדידות 'כיול' חימום ג'ול ברמת חיבור מתכת דו שכבתי מקומי והקרנת התוצאות למבנה BEOL בן 2 שכבות באמצעות דוגמנות.
המחקר צופה עלייה של 20% בטמפרטורה עם פערי אוויר. נמצא כי צפיפות קווי המתכת ממלאת תפקיד חשוב: צפיפות מתכות גבוהה יותר הראתה כמסייעת בהפחתת חימום הג'ול.
"תובנות אלה הן המפתח לשיפור תוכניות המתכת למחצה דמשקנית כאופציה לקישוריות בין 1 ננומטר ואילך", אומר זסולט טוקיי, עמית imec ומנהל תכנית של קשרי קשר ננו ב- imec. "חוץ מזה, imec מרחיבה את מפת הדרכים המקושרת עם אפשרויות אחרות, כולל מתכת היברידית ותוכניות אמצע קו חדש, תוך פיתרון אתגרים קריטיים הקשורים לשילוב תהליכים ואמינות."