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ASIC生产技术中的两项新工艺

发布时间:2000年11月14日 点击次数:1125
来源:   作者:Rodney Myrvaagnes/王正华
 
IBM微电子公司(位于美国纽约州的East Fishkill)和Motorola半导体公司(位于美国阿利桑那州的Phoenix )最近各自都为其即将投产的生产线解决了一些生产技术问题;这些问题的解决,可以在缩小特征尺寸,使器件性能得以提高的基础上,进一步提高了产品的性能。IBM公司在它的铜数字型ASIC生产工艺中,进一步采用低介电系数的聚合物取代二氧化硅。Motorola公司则在它的BiCMOS RF生产工艺中集成了异质结双极型晶体管(HBT)的生产工艺模块。

---- IBM公司是在它的Cu-11 ASIC工艺中采用了Dow Chemical公司生产的一种碳氢化合物的聚合物。此种聚合物称为SiLK具有许多优良的性能,适合用于集成电路的生产。Cu-11工艺,是一种0.13μm的CMOS工艺,采用嵌入铜连接线工艺技术。

图:此图是IBM公司提供的。图中显示,矩形截面的铜连接线,在低介电系数的聚合物中,设置的间距可以比在二氧化硅中的间距小得多。因此可以使芯片的时钟频率提高30%。

---- SiLK的介电系数为2.65,比SiO2小40%。由于是铜,连接线截面可以减小;由于是SiLK,间距可以缩小,而不至于引起电容过大。两个因素合在一起使芯片的性能得以提高30%。

---- SiLK聚合物的玻璃态转换温度(Tg)超过490℃;低于Tg时,聚合物不显露蠕变现象。在450℃以下,聚合物性质是稳定的,可以经受Cu-11半导体工艺的加工工序。它既可以和在常规CMOS工艺中,采用铝,钨做连接线的工艺兼容;又可以和采用嵌入铜连接线的工艺兼容。

---- 从机械性能方面考虑,此聚合物的平坦性和对缝隙的填充性能都不错,估计在0.10μm的工艺中都可以采用它。Dow Chemical公司说,它的价格并不比SiO2贵。IBM公司现在已经将它用来生产ASIC。

---- Motorola公司则在它的0.35μm BiCMOS RF工艺生产线上,解决RF技术问题,努力提高极限工作频率。0.35μm BiCMOS RF工艺,是经过生产考验的成熟的主流生产工艺,Motorola公司是在此工艺基础上集成了生产硅锗:碳 ( SiGe:C ) 异质结双极型晶体管(HBT)的工艺模块。(增加了一些工序,并设法与原工艺兼容。)

---- 新的HBT晶体管 截止频率超过50GHz,最高振荡频率可达90GHz。同时,新晶体管的工作电流,只需现在生产中的SiGe HBT晶体管的一半。

---- 新生产工艺的鉴定将在今年年底前完成,2001年年初即可开始投入生产。如愿了解更多的情况,可访问IBM的网址:http://www.chips.ibm.com和Motorola的网址:http://www.motorola.com。


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