中科院22纳米CMOS关键技术先导研发上取得突破性进展-超级军网

中科院微电子所22纳米 CMOS工艺研发取得突破
时间：2012-12-11 17:22:39 来源：作者：近日，中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心在22纳米 CMOS关键技术先导研发上取得突破性进展，在国内首次采用后高K工艺成功研制出包含先进的高K/金属栅模块的22纳米栅长MOSFETs，器件性能表现良好。

22 纳米 CMOS技术是全球正在研究开发的最新一代集成电路制造工艺，各国都投入了巨大资金力争抢占技术制高点：Intel开发的基于三栅器件结构的处理器已于近期实现量产;IBM联盟也于近期发布了采用22纳米工艺生产的SRAM芯片;Global Foundries，IMEC，三星，Toshiba和台积电也发布了各自的22纳米制程技术。我国于2009年在国家科技重大专项支持下开始22纳米关键技术先导研发，作为该项目牵头单位，中科院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心与项目联合承担单位北京大学、清华大学、复旦大学和中科院微系统所的项目组共同开展了系统的联合攻关。经过3年多辛勤努力，该项目于近期取得了突破性进展。

在22纳米 CMOS技术节点，为了降低成本、减少功耗和提高器件性能，高K/金属栅技术被广泛引入，同时也对器件制造工艺及集成技术带来了很大的挑战，主要包括了以下几个方面：一是界面工程，需要研究高K材料与硅沟道的界面态特性、应力引入控制机制、影响载流子迁移率的原理机制等;二是栅工程，对高性能的NMOS和PMOS器件而言，筛选出具有合适功函数的金属栅材料及堆叠结构避免费米钉扎效应，降低刻蚀工艺及集成技术的难度至关重要;三是需要实现超浅结的源漏工程，确保器件具有良好的短沟道效应抑制特性和欧姆接触。针对上述核心问题，项目组开展了系统的研究工作，在N型和P型MOS电容上均获得了EOT≤8.5 ，漏电流降低3个数量级，金属栅有效功函数距硅带隙边距离≤0.2eV的良好电学结果。成功研制出器件性能良好的22纳米栅长MOSFET器件 (图1)。其中，NMOS和PMOS的阈值电压分别达到工业要求的0.3V 和-0.28V左右，在?Vdd?= 1V时饱和导通电流Ion (在没有使用应变硅增强技术的条件下)分别达到465A/m和368A/m，短沟道效应得到很好的改善，亚阈值摆幅(SS)和漏致势垒降低(DIBL)控制在85mV/dec和65mV以内(图2)，均满足工业应用标准。

图1 22纳米栅长NMOS截面和高K/金属栅堆叠结构的TEM照片
在这一过程中，中科院微电子研究所与北京大学、清华大学、复旦大学以及中科院微系统所的联合项目组完成了1369项专利申请(国际专利申请424项)，其中后高K/金属栅工艺模块及相关专利、金属栅堆叠结构及其专利等均已开始在国内集成电路制造企业进行进一步的生产工艺开发，为我国在集成电路领域掌握自主知识产权，取得国际话语权奠定了基础。

图2 NMOS的Id-Vg转移曲线以及Id-Vd输出曲线
多年来，我国的集成电路先进制造工艺大多是在引进的核心知识产权上进行产品工艺开发，在全球产业链最先进工艺的开发上缺少布局和话语权。此次22纳米关键技术先导研发是国内第一次在全球最先进工艺技术代组织这么大规模的产学研联合攻关，同期，国内制造企业在进行28纳米工艺开发，目标就是在22纳米核心技术的知识产权中取得一席之地，让我国集成电路制造产业进入22纳米技术代时，开始拥有自己的话语权，该成果的取得也为我国继续自主研发16纳米及以下技术代的关键工艺提供了必要的技术支撑。结合国内制造企业在28纳米技术研发上取得的突破，表明我国已开始在全球尖端集成电路技术创新链中拥有了自己的地位。

http://www.21ic.com/news/analog/201212/153601.htm

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2012-12-13 13:46 上传

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2012-12-13 13:46 上传

压力山大，还有20几天就考研，报的就是复旦的微电子，对CMOS集成电路非常喜欢，看到这则新闻感到有些兴奋…

工艺器件上还是北大的牛，复旦的模拟、IC设计方面很牛，清华大概和复旦差不多，不过每年考研的名额才4个。微电所不错，召的人多，待遇也好，在北京。微系统所就寒酸了，在上海长宁区好像，去过都忘了，和硅酸盐所在一起。另外技术物理所的器件也非常牛逼，不过偏向红外光电传感器一类，气象卫星什么的都是技术物理所的菜。

这个技术现在应该赶上了。

靠，就几分钟的事，二楼就没了？HKC晚了

中芯国际的大股东大唐电信的股价咋没反应

commanderyuri 发表于 2012-12-13 14:19
intel已经上14nm了
INTEL 生产CMOS干嘛

争取早日商业化

花开未眠发表于 2012-12-13 13:57
工艺器件上还是北大的牛，复旦的模拟、IC设计方面很牛，清华大概和复旦差不多，不过每年考研的名额才4个。微 ...
你都说的牛是和国际比的吗？

突破就好多多突破啊

虽不明，但觉厉

只让我想到即将到来的数字电路考试

中国的民用芯片还需要多努力啊，这么大的市场，现在全被国外垄断！

这些方面我们要努力呀。

花开未眠发表于 2012-12-13 13:52
压力山大，还有20几天就考研，报的就是复旦的微电子，对CMOS集成电路非常喜欢，看到这则新闻感到有些兴奋…
---------------复旦的微电子国家实验室最近被评为不及格,勒令整改!
--------------国内东南大学,成都电子科大等都很牛的,都有自己独到之处

大左哈哈发表于 2012-12-13 17:21
只让我想到即将到来的数字电路考试
--------数字电路相比模拟的容易多了

希望早日跻身世界首位。

血染ㄨ墨香发表于 2012-12-13 14:28
INTEL 生产CMOS干嘛
大哥啊你不知道电脑cpu里用的就是cmos电路吗

神武玄机发表于 2012-12-13 15:15
你都说的牛是和国际比的吗？
当然是国内了，和国际差距很大，设备几乎全是进口

大左哈哈发表于 2012-12-13 17:21
只让我想到即将到来的数字电路考试
数电很有趣的说，但模电难啊。尤其模拟CMOS集成电路

血染ㄨ墨香发表于 2012-12-13 14:28
INTEL 生产CMOS干嘛
集成电路的基本单元就是COMS工艺下的器件，当然现在有Bi-CMOS工艺

集团清洁工发表于 2012-12-13 14:11
中芯国际的大股东大唐电信的股价咋没反应
大唐以前老亏,股民有点麻木了...

现在读的就是微电子专业，那是一个水啊、。、、

不明觉厉，祝贺一个

不明觉历

ilovechina2 发表于 2012-12-13 17:57
---------------复旦的微电子国家实验室最近被评为不及格,勒令整改!
--------------国内东南大学,成都电 ...
国内没有“成都电子科大”，只有“电子科大”，虽然也也有人称为“成电”，但那是电子科大前身“成都电讯工程学院”的简称

一直在突破。。。。

ilovechina2 发表于 2012-12-13 17:57
---------------复旦的微电子国家实验室最近被评为不及格,勒令整改!
--------------国内东南大学,成都电 ...
……我们学校的确够独道的
给国家搞各种偏门材料，

比如这个
http://www.csia.net.cn/article/showinfo.asp?infoid=13042

　　近日，记者从设在电子科技大学的科技部“国际科技合作基地”获悉，我校在微波与光通信用单晶体材料提拉和液相外延生长方面获得突破性进展。这是继美国、俄罗斯、乌克兰后在国际上成功提拉出直径4英寸、长度大于30cm的钆镓石榴石（GGG）单晶，其经切磨抛后制备的基片上采用液相外延工艺成功外延生长了直径为3英寸的微波通信用超厚（大于50微米）钇铁石榴石（YIG）单晶薄膜和磁光用镥铋石榴石(LuBiIG)单晶薄膜。
　　
　　拉制大尺寸GGG单晶及在其上外延生长低缺陷微波与光通信用石榴石薄膜是一项难度极大的技术，国际上仅有几个国家掌握了大尺寸技术，我国以前无自主生产3英寸以上的这种晶体能力，因此本项技术的突破将极大促进我国微波与光通信系统的集成化进程。
　　
　　大尺寸GGG单晶体和YIG晶圆片技术的突破是基于电子科技大学近十年与俄罗斯、乌克兰等国的国际科技合作的结晶。目前在电子科技大学不仅建有先进的单晶提拉和液相外延生长单晶的工艺平台，而且在晶体微结构与生长机理方面拥有了扎实研究基础，已能进行小批量生产，年产4英寸GGG单晶50根左右，3英寸液相外延YIG圆片10000片以上。

然后外界各种不知道

拉单晶很枯燥。

不明觉厉一点一点追赶突破国际水平

这个。。。技术搞出来后，得要产业化，然后要有盈利才能持续。不然N多钱都不够花的。

风不悲发表于 2012-12-17 13:09
……我们学校的确够独道的
给国家搞各种偏门材料，
比如这个
大个安全套？

--------数字电路相比模拟的容易多了
我也觉得还是数字的简单。

好事情，加油

突破这种关键技术,是不是意味着我们的22纳米工艺的芯片能够很快自己制造出来?

风不悲发表于 2012-12-17 13:09
……我们学校的确够独道的
给国家搞各种偏门材料，
比如这个
不明觉厉

fangchu007 发表于 2012-12-17 15:19
突破这种关键技术,是不是意味着我们的22纳米工艺的芯片能够很快自己制造出来?

{:3_89:}中芯国际瞄准的是20纳米，不是22纳米。。。但要量产估计得等到2014年-2015年了。能追上台积电就不错了。。。别瞄什么英特尔了。如果这种实验室阶段的突破22纳米算成功的话，那么英特尔已经搞定14纳米了，

英特尔公布芯片路线图:2013年推14纳米级 http://tech.ifeng.com/it/detail_2012_05/17/14603320_0.shtml

英特尔2013年生产14纳米，2014年上市销售。{:soso_e142:}

英特尔的生产时间表：
上市时间依次延后1年就是了。

fangchu007 发表于 2012-12-17 15:19
突破这种关键技术,是不是意味着我们的22纳米工艺的芯片能够很快自己制造出来?

{:3_89:}中芯国际瞄准的是20纳米，不是22纳米。。。但要量产估计得等到2014年-2015年了。能追上台积电就不错了。。。别瞄什么英特尔了。如果这种实验室阶段的突破22纳米算成功的话，那么英特尔已经搞定14纳米了，

英特尔公布芯片路线图:2013年推14纳米级 http://tech.ifeng.com/it/detail_2012_05/17/14603320_0.shtml

英特尔2013年生产14纳米，2014年上市销售。{:soso_e142:}

英特尔的生产时间表：
上市时间依次延后1年就是了。

这才刚在技术上有点苗头，用不着HKC吧。。。中科院这关键技术应用到实际产品投放市场的话，估计至少得到2014年以后了，估计工艺搞定准备生产有可能得等到2015年了。。而那个时候2014年市场主流的是台积电的20纳米，英特尔步入14纳米。

中芯国际到2013年才准备好28纳米的生产，28纳米产品上市最早也得到2013年年底或者2014年吧。。

中芯国际谈纳米集成电路大生产中新工艺技术发展趋势
http://lt.cjdby.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1496333

看完中芯国际的人怎么说再HKC

一惊一炸的，与铁血拉开点距离好吗？