美国创企Destination 2D:实现石墨烯在CMOS晶圆工艺中的2D互连

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一家美国初创公司已在300毫米CMOS晶圆工艺中实现高质量石墨烯的晶圆级合成。总部位于加利福尼亚的Destination 2D表示,这是主流半导体产品中的第一种二维(2D)材料。

在15nm以下的线宽下,铜互连的电阻率迅速增加,导致电路和系统级性能、功耗显著下降,并极大地影响现代半导体设计(如GPU、CPU等)所需的所有可靠性指标。

大面积石墨烯合成通常涉及化学气相沉积 (CVD),这需要的高温远远超过CMOS互连制造允许的热预算,还需要将在金属基板上生长的石墨烯机械转移到介电基板上。
原始单层石墨烯是一种具有低电荷载体密度的半金属,导致高薄层电阻,这进一步限制了其直接应用于互连应用的可能性。因此,对于互连应用,需要多层边缘接触的石墨烯以及适当的插层掺杂。

这一理论首先由Destination 2D的首席技术官Kaustav Banerjee教授及其在美国圣塔芭芭拉的团队实验验证,随后他们开创了压力辅助固相扩散技术,用于在CMOS兼容温度下直接在介电基底上合成多层石墨烯。

Destination 2D的CMOS兼容互连设计创新,通过插层掺杂和边缘接触的多层石墨烯实现,其电阻率更低,可靠性显著提高,并且比铜互连节能高达80%。

一种CMOS兼容的合成技术允许在远低于CMOS热预算的温度下直接在晶圆级介电基底上合成石墨烯。所有这些都在没有困扰先前CMOS互连石墨烯商业化努力的翘曲和开裂问题的情况下实现。

这一切导致Banerjee与Ravi Iyengar共同创立了Destination 2D,Ravi Iyengar担任首席执行官,他是一位半导体微处理器设计资深人士,现已成为连续创业者。

由首席产品官Dave Silvetti领导的设备工程团队正在将几项前沿的CMOS工艺技术设备设计投入大规模生产,首先推出的是CoolC GT300。这实现了Destination 2D的专有石墨烯合成工艺,避免了传统上阻碍石墨烯应用于CMOS的热问题。

“Destination 2D使用与BEOL兼容的低温无转移工艺实现的晶圆级石墨烯覆盖,标志着CMOS行业的一个重要里程碑,”Destination 2D的首席执行官Ravi Iyengar说,“Destination 2D的互连技术——当集成在逻辑和存储芯片中时——可能会深刻地改变人工智能和其他计算密集型应用的前景。”(校对/李梅)

责编: 李梅
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