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AMD公布新一代高性能硅晶体管

2003/09/22

　　【日经BP社报道】 2003年9月18日AMD在东京召开的“2003 International Conference on Solid State Devices and Materials（SSDM，2003年固态元件及材料国际会议）”上，公布了采用（1）全空乏绝缘硅（Fully-depleted SOI，FDSOI）、（2）应变硅、（3）三栅极（Tri-Gate）和（4）金属（NiSi）栅极的栅长20nm硅晶体管。AMD研究员战略技术部的林明仁（照片1）表示：“该晶体管将超过正在制定半导体发展规划的国际机构ITRS（国际半导体技术规划）定于2003年底公布的2004年版栅长20nm晶体管的要求规格（Requested Specifications）”，强调了仍能进一步大幅提高硅晶体管的深次微米技术性能。

　　另外，AMD计划于2007年在量产中导入栅长20nm（45nm规格）的制造工艺技术，因此2004年必须确定其规格。在量产线中也极有可能导入此次开发的技术。如果该目标得以实现，就将提前两年实现2004年版ITRS规划。

　　林明仁发表的论文标题是《High Performance 45nm CMOS Technology with 20nm Multi-Gate Devices》。AMD此前已在研究学会议上发表了3篇论文--2002年发表的有关双栅极晶体管技术的论文、2003年6月发表的有关全空乏绝缘硅技术和在材料中采用NiSi的金属栅极和应变硅技术的论文。此次的发表的具体内容包括（1）在导入上述所有技术的同时，改进之处，比如（2）将多栅极定为3栅极，（3）仅用硅材料就实现了应变硅等。而且具有划时代意义的是连续晶体管结构为平面型（照片2和照片3）。

　　该平面型的构造的底板上是作为沟道的厚6nm～9nm的硅（水平方向沟道为65nm），并覆盖了一层厚1nm～1.3nm的栅绝缘膜--含氮二氧化硅（SiO2 with N2）。然后又用栅长20nm的NiSi金属栅极覆盖了硅的三个面。NiSi具有0.9GPa的张力，就是通过它影响硅的沟道部分而产生应变硅。这样一来，沟道就是平面型，与FIN形多栅极晶体管沟道相比，其特点是栅极能够有效地控制沟道。

据AMD的称，此次的晶体管在驱动电流“Ion”方面，nMOS和pMOS分别可达到1.802mA/μm和1.081mA/μm，延迟时间方面，nMOS和pMOS分别可达到0.24ps和0.41ps。超过了2004年版ITRS中栅长20nm的2009年要求规格nMOS：1.80mA/μm、pMOS：0.818mA/μm，nMOS：0.5ps、pMOS：1.1ps。另外漏电电流方面，nMOS和pMOS分别为13.3nA/μm和4.9nA/μm，同样低于ITRS的2009年要求规格70nA/μm。工作电压“Vdd”为1.1V。（记者：神保进一）

来源：日经BP网