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科技前沿

欧盟研发芯片用金属-碳纳米管复合材料
来源:中国电子电力产业网  2016-11-29 13:26:50
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4053        2016年1月,欧盟启动为期2年的“碳纳米管复合材料互连”(CONNECT)项目,研究可用于集成电路互连的碳纳米管(CNT)和金属-CNT复合材料,以及配套的全新CNT互连架构。CONNECT项目的独创性在于研发和制造可在垂直互连顶端的CNT基水平互连,重点在于其电性能和热传输性能的完整表征和仿真。  


图为CONNECT项目广告图


        随着器件尺寸的持续减少,互连变为限制集成电路性能的重要瓶颈。CONNECT项目提出在全新互连结构领域进行创新,通过集成金属掺杂和金属填充的碳纳米管复合材料,以支持未来互补金属氧化物(CMOS)的持续微缩。为了达到上述目标,CONNECT项目重点研发制造技术和工艺来保证CNT互连时的可靠性,还将解决新工艺转移至工厂量产时所面临的挑战。


图为研究成果示意图

        CONNECT项目将研究超薄CNT和金属-CNT复合材料,来解决现有铜互连中已迫在眉睫的高功耗和电迁移问题。研究成果将展现电阻率的显著提升。(单独掺杂CNT线的电阻率不超过10uOhm/cm)、电流(CNT束不超过108A/cm2)、热和电迁移特性也将超过现有先进铜互连的指标。而且,CONNECT将研究全新CNT互连架构来提升集成电路级和架构级性能和能效。

        该项目将面向技术研发中各个方面,从仿真和表征工具的研制到前端/后端兼容工艺的开发。

        1、展现CNT线优越的导电性能,这些线由单独掺杂多壁CNT组成,直径小于10nm。

        2、为排列一致的CNT-铜复合材料研发生长和金属注入方法,解决铜互连中的电迁移问题。

        3、在具体测试结构中展现CNT和排列一致的CNT-Cu复合材料接口的电、热和电迁移特性。

        4、将排列一致的CNT-Cu复合材料集成到兼容的CMOS后端工艺中,以两层互联功能性器件方式展现改进的电迁移特性。

 

图为研究流程示意

         该项目与产业链密切相关,从基础研究到终端用户,将欧洲该领域最好的研究团体聚集在了一起。具体包括:德国霍朗恩霍夫研究所、法国原子能委员会、法国科学研究中心、英国AIXTRON公司、英国Gold Standard Simulations公司、英国格拉斯哥大学和IBM瑞士研究中心。

         该项目总投资400万欧元,其中欧盟通过H2020计划投入343.8万欧元,牵头单位是德国霍朗恩霍夫研究所。

        该项目研究的技术对于可微缩半导体器件的性能和可制造性至关重要,还可增加CMOS的功率密度和微缩能力,也适用于现有计算方式的替代方案,如神经形态计算。CONNECT项目的实现将促进欧洲电子在全球市场份额的恢复,使产业界为未来电子产品的研发做好准备。  文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4053