晶圆厂前世今生(15)
2023-06-22 来源:飞速影视
半导体制造业者在 28 纳米制程节点导入的高介电常数金属闸极(High-k Metal Gate, HKMG),即是利用高介电常数材料来增加电容值,以达到降低漏电的目的。
简单讲,HKMG 是由 High-k 绝缘层加上金属栅极来防漏电用的。然而在工艺上又分成 由IBM 为首支持的 Gate-First 、与 Intel 支持的 Gate-Last 两大派。
Gate-Last 顾名思义,是指晶圆制程阶段,先经过离子佈植(将所需的掺杂元素电离成正离子,并施加高偏压使其获得一定的动能,以高速射入硅晶圆)、退火(离子佈植之后会严重地破坏晶圆内硅晶格的完整性,所以随后晶圆必须利用热能来消除晶圆内晶格缺陷、以恢复硅晶格的完整 性)等工序后,再形成 HKMG 栅极。
Gate-First 就是反过来,先形成栅极、再进行离子佈植和退火等后续工法。
还记得我们在【晶圆代工争霸战:台积电VS联电】一文中曾提过,联电和台积电技术的分水岭,在于联电 采 用了 IBM 的技术吗?当初联电便是 采 用了 IBM 基于 Gate-first 的制程技术,才会永远被台积电所超越。
为什么 Gate-Last 会比 Gate First 好?很简单,读者可以想想,如果先形成 HKMG 栅极、再让 High-k 绝缘层和金属等制作栅极的材料经过退火工序的高温,容易影响晶片性能。
台积电原本也是走 IBM 的 Gate-first 技术,但后来在台积电第一战将蒋尚义(号称技术大阿哥 XD)的主导下,在 28 纳米改走 Intel 的 Gate-last 技术。
2011 年第四季,台积电才领先各家代工厂、首先实现了28 纳米的量产,从 40 纳米进展到 28 纳米。
三星原本在 32 纳米制程同样 采 用 Gate-first 技术,后来快速发展出自己的 Gate-Last 28 纳米制程,此后的 14纳米亦皆基于 Gate-Last。很多人会把三星能快速发展出自己的 Gate-Last 技术的大功劳归功于梁孟松。
然而回推2009年,台积电连 40 纳米也都还没多少量、同时 28纳米 HKMG Gate-First 与 Gate-Last 的战役都还没分出胜负,真要说梁孟松对三星的 FinFET 提供关键性的助益… ?
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