65 nm süreç - 65 nm process

65  nm işlemi ileri litografik düğüm hacmi kullanılan CMOS ( MOSFET ) yarı iletken üretimi . Basılı satır genişlikleri (yani transistör kapı uzunlukları), nominal olarak 65 nm'lik bir işlemde 25 nm'ye kadar ulaşabilirken, iki satır arasındaki aralık 130 nm'den büyük olabilir. İçin karşılaştırma , hücresel ribozom 20 mil uç uca ile ilgilidir. Bir toplu silikon kristali, 0,543 nm'lik bir kafes sabitine sahiptir, bu nedenle bu tür transistörler, 100 atom mertebesindedir . Toshiba ve Sony , 2002'de, Fujitsu ve Toshiba'nın 2004'te üretime başlamasından önce 65nm sürecini duyurdu ve ardından TSMC , 2005'te üretime başladı. Eylül 2007'ye kadar Intel , AMD , IBM , UMC ve Chartered da 65 nm çipler üretiyordu.

Özellik boyutları 65 nm veya daha az olarak çizilebilirken, litografi için kullanılan ışığın dalga boyları 193 nm ve 248 nm'dir. Alt dalga boyu özelliklerinin üretimi, optik yakınlık düzeltmesi ve faz kaydırma maskeleri gibi özel görüntüleme teknolojileri gerektirir . Bu tekniklerin maliyeti, her ilerleyen teknoloji düğümü ile katlanarak artan maliyetle birlikte, dalga boyu altı yarı iletken ürünlerin üretim maliyetine önemli ölçüde eklenir. Ayrıca, bu maliyetler, minimum adımla basılması gereken artan sayıda maske katmanı ve teknolojinin en ileri teknolojisinde bu kadar çok katmanın basılmasından elde edilen verimdeki azalma ile çarpılır. Yeni entegre devre tasarımları için bu, prototipleme ve üretim maliyetlerini hesaba katar.

Bir diğer önemli boyut olan kapı kalınlığı 1,2 nm'ye (Intel) kadar düşürülmüştür. Sadece birkaç atom, transistörün "anahtar" kısmını yalıtarak yükün içinden akmasına neden olur. Bu istenmeyen etki, sızıntı , kuantum tünellemeden kaynaklanır . Yüksek-κ geçitli dielektriklerin yeni kimyası, engelleyici bir şekilde güç tüketen sızıntıyı önlemek için alt tabaka yanlılığı ve çoklu eşik voltajları dahil olmak üzere mevcut tekniklerle birleştirilmelidir .

Intel'in 2002, 2004 ve 2005'teki IEDM kağıtları, transistör boyutlarının artık özellik boyutlarıyla birlikte ölçeklenemeyeceğine ilişkin endüstri eğilimini göstermektedir (kapı genişliği yalnızca 220 nm'den 210 nm'ye değiştirildi, 90 nm'den 65 nm'ye teknolojilere geçiş yapıldı) ). Bununla birlikte, ara bağlantılar (metal ve poli aralık) küçülmeye devam eder, böylece yonga alanı ve yonga maliyetini azaltır ve ayrıca transistörler arasındaki mesafeyi kısaltır, bu da önceki düğümlerle karşılaştırıldığında daha karmaşık, daha yüksek performanslı cihazlara yol açar.

Örnek: Fujitsu 65 nm işlemi

  • Kapı uzunluğu: 30 nm (yüksek performans) ila 50 nm (düşük güç)
  • Çekirdek voltajı: 1.0 V
  • Ultra düşük κ dielektrik olarak nano kümeleme silika kullanan 11 Cu ara bağlantı katmanları (κ = 2,25)
  • Metal 1 adım: 180 nm
  • Nikel silisit kaynağı/drenajı
  • Kapı oksit kalınlığı: 1,9 nm (n), 2,1 nm (p)

Aslında sürecin iki versiyonu vardır: yüksek performansa odaklanan CS200 ve düşük güce odaklanan CS200A.

65 nm üretim teknolojisini kullanan işlemciler

Referanslar

Kaynaklar

Önce gelen
90 nm
MOSFET üretim süreçleri 45 nm ile başarılı