3nm以后的新型互連技術(shù)

節(jié)點(diǎn)向前推進(jìn)需要DTCO和微縮助推器，如自對(duì)準(zhǔn)隔斷(SAB，self-aligned block)、完全自對(duì)準(zhǔn)通孔(FSAV, fully self-aligned via)、supervia和埋入式電力軌道(BPR)。Chris回顧了大部分上述微縮助推器的工藝精髓，但是我不會(huì)在這里重復(fù)所有的細(xì)節(jié)內(nèi)容，況且我也不是一個(gè)工藝專家。

但這里有一個(gè)關(guān)于完全自對(duì)準(zhǔn)通孔(FSAV, fully self-aligned via)的例子。完全自對(duì)準(zhǔn)的意思是，通孔是同時(shí)被下面的互連層和上面的互連層所限制的，就像下圖所示，所以通孔金屬材料正好處在連接兩個(gè)互連層所需要的位置。

Supervia是另一種對(duì)設(shè)計(jì)極有意義的技術(shù)。第一代supervia可以從Mx連接到Mx+2(通常的via從Mx連接到Mx+1)，這在SRAM中非常有用。第二代supervia可以從Mx連接到Mx+3或Mx+4，適用于埋入式電力軌道。然后第三代supervia從Mx直接連到Mx+5，允許它直接跳到低阻互連層。

埋入式電源軌使采用單鰭器件或納米片器件的標(biāo)準(zhǔn)單元從6-track可以微縮到5-track，因此在節(jié)距不微縮的情況下減少17%的單元面積。由于電源軌現(xiàn)在位于整個(gè)堆疊的底部，因此，supervia有助于將電源線連接到更高的互連水平，從而可以向芯片上的單元供電，如圖所示。

使用釕(ruthenium)作為導(dǎo)電材料以及高深寬比的BPR可以達(dá)到50Ω/ um的電性指標(biāo)。

銅制程的延伸

銅的一個(gè)很大問(wèn)題是它需要一個(gè)阻擋層/襯墊層，否則銅會(huì)遷移到周圍的氧化物中。但是，工藝上很難像微縮互連線本身那樣微縮阻擋層和襯墊層，這意味著隨著互連線的微縮，銅的占比會(huì)越來(lái)越小。而且在電流從上層通孔流向下層互連線的路徑上，每個(gè)通孔的底部同樣擁有這樣一個(gè)不可微縮的阻擋層/襯墊層。當(dāng)互連微縮達(dá)到16nm半節(jié)距及以下時(shí)，我們就需要低于2nm厚度的阻擋層/襯墊層。也許我們可以采用釕這個(gè)材料來(lái)制作2nm厚度的阻擋層/襯墊，但是在 1nm的厚度時(shí)，我們目前沒(méi)有可選的材料。

混合金屬化方案(鈷，圖像中的黃色部分，無(wú)阻擋層)使銅填充更容易，并且通孔底部沒(méi)有阻擋層。