Металлические затворы с двойной рабочей функцией интегрированы на расстоянии 17 нм между n- и pFET, что подчеркивает ключевое преимущество устройств с вилочными листами для продвинутых CMOS масштабирование площади.
Устройство forksheet недавно было предложено imec как наиболее многообещающая архитектура устройства для расширения поколения нанолистовых устройств GAA за счет дополнительного масштабирования и производительности за пределы 2-нм техпроцесса. technology узел.
В отличие от устройств с нанолистами, листы теперь управляются раздвоенной структурой с тремя затворами, реализованной путем введения диэлектрической стенки между устройствами p- и nMOS перед формированием структуры затвора.
Эта стена физически изолирует траншею с p-образным затвором от траншеи с n-образным затвором, обеспечивая гораздо более плотное расстояние между n-p, чем то, что возможно с FinFET или устройствами с нанолистами.
Оценка технологии, основанная на моделировании TCAD, ранее показала превосходную масштабируемость по площади и производительности. Повышение производительности в основном связано с уменьшением емкости Миллера в результате меньшего перекрытия затвор-сток.
Imec впервые представляет электрические характеристики своих вилочных листовых устройств, которые были успешно интегрированы с использованием технологического потока 300 мм с длиной затвора до 22 нм.
Было обнаружено, что как n-, так и pFET-транзисторы, каждый с двумя пакетами Si-каналов, полностью функциональны. Их управление коротким каналом (SSSAT = 66-68 мВ) было сравнимо с контролем вертикально уложенных устройств с нанолистами, которые были совместно интегрированы на одной и той же пластине.
Для устройств с вилочным листом металлические затворы с двойной работой были интегрированы с использованием потока сменного металлического затвора в np-пространстве до 17 нм (что составляет около 35% от расстояния в современной технологии FinFET), что подчеркивает один из ключевые преимущества новой архитектуры устройства.
«Ожидается, что начиная с 2022 года сегодняшние передовые FinFET Транзисторы постепенно уступят место вертикально расположенным нанолистовым транзисторам в крупносерийном производстве, поскольку FinFET не может обеспечить достаточную производительность при масштабных размерах», — объясняет Наото Хоригучи, директор по технологиям КМОП-устройств в Imec. «Однако технологические ограничения будут ограничивать то, как Закрытие n- и p-устройств нанолиста может быть объединено, что затруднит дальнейшее уменьшение высоты ячеек.
Новая архитектура устройства вилочного листа, которая является естественным развитием устройства нанолиста GAA, обещает расширить этот предел, позволяя масштабировать высоту дорожки от 5T до 4.3T, сохраняя при этом прирост производительности. Альтернативно, при конструкции вилочного листа доступное пространство можно использовать для увеличения ширины листа и, таким образом, дальнейшего увеличения тока возбуждения. Наши результаты электрических характеристик подтверждают, что forksheet является наиболее многообещающей архитектурой устройства для расширения планов масштабирования логики и SRAM за пределы 2-нм, используя интеграцию нанолистов без прерывания работы».