進歩する半導体技術、一度に1ナノメートル

Griselda Bonilla博士は、IBMResearchのAdvancedBEOL Interconnect Technologyチームのシニアマネージャーであり、IBMの業界をリードするオンチップインターコネクト（BEOL）テクノロジーを進歩させる革新的なソリューションの提供を担当しています。彼女のチームが今週カリフォルニア州サンノゼで開催されたIITC / AMC会議で2回の講演を行う前に、私たちは彼女と一緒に座りました。

まず、7nmテクノロジーがなぜそれほど重要なのかについて少し教えてください。

博士IBM Research、Advanced BEOL Interconnect Technologyチームのシニアマネージャー、Griselda Bonilla（写真：NACME）

グリセルダボニージャ： 7nmテクノロジーは、クラウドコンピューティング、ビッグデータ、コグニティブコンピューティング、モバイルなど、多くのプラットフォームやシステムにわたる将来の進歩に不可欠です。 2014年の30億ドルの投資と、ニューヨーク州、グローバルファウンドリーズ、サムスンとの提携の一環として、私たちが開発した技術とスケーリングの改善により、これらの次世代システムの電力/パフォーマンスが50％向上する可能性があります。新しい材料、ツール、技術を組み合わせて達成した7nmノードの成果は、非常に有望です。

昨年の画期的な7nmノードテストチップでのあなたの役割は何でしたか？

GB： 私は、36nmピッチで新しい信頼性の高い相互接続テクノロジーを定義および開発した、大規模なクロスファンクショナルチームを管理しました。

昨年の突破口からの進歩はどのようなものでしたか？

GB： エキサイティングです。 BEOLスケーリングは、私たちが取り組んできた7nmを含む、最近のCMOSノードにとって大きな課題です。トランジスタ、コンデンサ、抵抗などのデバイスを相互に接続するバックエンドオブライン相互接続に焦点を当ててきました。私たちが使用している銅（Cu）配線は、1/20 ^th 未満です。 20年近く前に導入された元のCu相互接続のサイズ。回路設計の柔軟性を可能にする極紫外線（EUV）リソグラフィーを使用して、積極的にスケーリングされた相互接続を初めて実証しました。他のパターン化アプローチはますます複雑になり、したがって回路設計に制限を課すため、これは部分的に重要です。

IITC / AMC会議について教えてください。あなたは何を発表していますか、そしてなぜここがあなたの作品を紹介する場所なのですか？

GB： この会議は、今年の最高のBEOL集会です。主要な産業および学術の参加者が集まり、最新の開発について共有および議論します。 7nmBEOLテクノロジーとBEOLDesign Technology Co-Optimization for Beyond 7nmTechnologyについて2つの講演を行うよう招待されました。私の同僚であるTheoStandaert博士は、7nmBEOLテクノロジーペーパーの筆頭著者です。彼のチームは、将来のテクノロジーノードの相互接続ソリューションの定義とデモンストレーションを担当しています。

また、主要なBEOLパフォーマンスメトリクスと新しい統合方法および資料をカバーする6つの寄稿講演と4つのポスターがあります。 IBM Research Allianceは、今年の会議で最も多くの論文と講演を行っています。

アライアンスについて詳しく教えてください。 GLOBALFOUNDRIES、SUNY Polytechnic Institute、およびその他のパートナーはどのように貢献しましたか？

GB： これらのパートナーシップが鍵となっています。彼らは、IBMの深い研究専門知識、GLOBALFOUNDRIESとSamsungの開発および製造スキルの独自のコラボレーションを通じて、最新のBEOLイノベーションの探求を可能にするのに役立っています。

ニューヨーク州アルバニーのSUNYPolyCNSEで製造されたIBM7nmノードテストチップのクローズアップ。 （Darryl Bautista / IBM向けフィーチャーフォトサービス）

そして、SUNYPolyの学術的革新とリーダーシップ。

SiGeチャネル材料とEUVリソグラフィは、昨年のブレークスルーとして特定されました。現在採用されている新しい補完的な材料または技術は何ですか？

GB： 接触レベルでのコバルト金属化の導入と、これらの非常に刺激的で攻撃的な次元で信頼性の高いBEOL相互接続を実現するために必要なイノベーションの技術的詳細を強調する予定です。

これらの進歩は、7nmチップを大量生産できるという点で何を意味しますか？

GB： これらにより、相互接続のスケーリングを7nmテクノロジノードまで継続でき、歩留まりと信頼性が実証されます。画期的な接触抵抗の低減を目的とした、業界初の画期的な接触/ローカル相互接続冶金の完全な評価を紹介します。これは約2.5分の1です。これらの高抵抗は、10nmおよび7nmテクノロジノードのハイエンドCMOS超大規模集積回路（ULSI）の厳しいパフォーマンス制限として浮上しています。

ローカルインターコネクトのブレークスルーの重要性は何ですか？

GB： 約25年前に、中世に使用された金属インレイ技術に類似した、Cu相互接続を形成するために使用される独自の付加的処理技術である象嵌処理の開始以来、接触冶金に最初の変更を加えました。この変更は、従来の金属であるタングステンによるパフォーマンスの低下を軽減するための実際のパスを提供するため、7nmノードテクノロジーにとって重要です。