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  HKMG结构的难点在于如何控制Pmos管的Vt电压  
     
发布时间:2020/7/7 10:03:08 来源: 阅读次数:
 

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随着晶体管尺寸的不竭缩小,HKMG(high-k绝缘层+金属栅极技术几乎已经成为45nm以下级别制程的必备技术。不过在制作HKMG结构晶体管的工艺方面,业内却存在两年夜各自刚强己见的不合阵营,别离是以IBM为代表的Gate-first工艺流派和以Intel为代表的Gate-last工艺流派,尽管两年夜阵营均自称只有自己的工艺才是最适合制作HKMG晶体管的技术,但一般来说使用Gate-first工艺实现HKMG结构的难点在于如何控制Pmos管的Vt电压(门限电压而Gate-last工艺的难点则在于工艺较复杂,芯片的管芯密度同等条件下要比Gate-first工艺低,需要设计方积极配合修改电路设计才可以达到与Gate-first工艺相同的管芯密度级别。HKMG实现工艺的两年夜流派: Gate-last阵营:目前已经亮相支持Gate-last工艺的除Intel公司之外(从45nm制程开始。

Intel便一直在制作HKMG晶体管时使用Gate-last工艺,主要还有芯片代工业的最年夜巨头台积电,后者是最近才决定在今年推出的28nmHKMG制程产品中启用Gate-last工艺。Gate-first阵营:Gate-first工艺方面,蓝巢专业资讯支持者主要是以IBM为首的芯片制造技术联盟FishkillAlliance的所属成员,包含IBM,英飞凌,NEC,GlobalFoundries,三星,意法半导体以及东芝等公司,尽管该联盟目前还没有正式推出基于HKMG技术的芯片产品,但这些公司计划至少在32/28nmHKMG级别制程中会继续使用Gate-first工艺,不过最近有消息传来称联盟中的成员三星则已经在秘密研制Gate-last工艺。另外,台湾联电公司的HKMG工艺方案则较为特殊,在制作NMOS管的HKMG结构时,他们使用Gate-first工艺。

而制作PMOS管时,他们则会使用Gate-last工艺。蓝巢仪器资讯HKMG的优势和缺点: 优势:不管使用Gate-first和Gate-last哪一种工艺,制造出的high-k绝缘层对提升晶体管的性能均有重年夜的意义。high-k技术不但能够年夜幅减小栅极的漏电量,并且由于high-k绝缘层的等效氧化物厚度(EOT:equivalentoxidethickness较薄,因此还能有效降低栅极电容。这样晶体管的关头尺寸便能获得进一步的缩小,而管子的驱动能力也能获得有效的改良。缺点:不过采取high-k绝缘层的晶体管与采取硅氧化物绝缘层的晶体管相比,在改良沟道载流子迁移率方面稍有晦气。Gatefirst/Gatelast的优缺点不同阐发与未来应用状况: 不过,采取Gate-first工艺制作HKMG结构时却有一些难题需要解决。

一些专家认为,如果采取Gate-first工艺制作HKMG,那么由于用来制作high-k绝缘层和制作金属栅极的材料必须经受漏源极退火工步的高温,因此会致使PMOS管Vt门限电压的上升,这样便影响了管子的性能。
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