半導(dǎo)體或芯片的90nm、65nm 、0.25um、0.18um、工藝指的是什么?
??? 半導(dǎo)體或芯片的90nm、65nm 、0.25um、0.18um等是IC工藝先進(jìn)水平的主要指標(biāo)。這些數(shù)字表示制作半導(dǎo)體或芯片的技術(shù)節(jié)點(diǎn)(technologynode),也稱作工藝節(jié)點(diǎn)。IC生產(chǎn)工藝可達(dá)到的最小導(dǎo)線寬度,實(shí)際物理意義有“半節(jié)距”、“物理柵長(zhǎng)”、“制程線寬”等。線寬越小, 集成的元件就越多,在同一面積上就可以集成更多電路單元,同時(shí)功耗也越低。但是隨著線寬縮小,需要的工藝設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜,設(shè)計(jì)難度也增加,相應(yīng)增加了成本,這方面需要綜合考慮。
??? 半導(dǎo)體業(yè)界通常使用“半節(jié)距”、“物理柵長(zhǎng)(MOS管柵極的長(zhǎng)度)”和“結(jié)深”等參數(shù)來(lái)描述芯片的集成度,這些參數(shù)越小,芯片的集成度越高。舉個(gè)例子,某種芯片采用90nm工藝,其中半節(jié)距為90nm,而晶體管的物理柵長(zhǎng)為37nm。半節(jié)距(half-pitch),是指芯片內(nèi)部互聯(lián)線間距離的一半,也即光刻間距的一半。由于歷年來(lái)每一個(gè)新的技術(shù)節(jié)點(diǎn)總是用于制造DRAM芯片,因此最新的技術(shù)節(jié)點(diǎn)往往是指DRAM的半節(jié)距。另外,在技術(shù)文章中還有兩種與“半節(jié)距”意義相近的表達(dá)方式,就是“線寬”、“線距”和“特征尺寸”,如果線寬等于線距,則半節(jié)距就等于線寬、線距,它們不過(guò)是對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)的不同表達(dá)。
??? 一旦到納米級(jí)的時(shí)候由于芯片功耗的不斷增加,互連線上的電流密度也越來(lái)越大,有可能造成了細(xì)線上的電遷移現(xiàn)象。在芯片制造過(guò)程中晶體管的柵極聚集的電荷可能會(huì)使柵擊穿即產(chǎn)生天線效應(yīng)?;ミB線間的耦合電容的存在會(huì)導(dǎo)致一條線上的信號(hào)跳變時(shí)引起另一條線的信號(hào)穩(wěn)定性,即發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象。
??? 下面我們來(lái)了解一下0.35um的工藝和0.18um的工藝區(qū)別,其工藝區(qū)別主要在前端。比較如下:
工藝尺寸
隔離方式
SAB
GATE生長(zhǎng)
金屬層
電容
gate
0.18um
STI
CO
不用DOPE
5M以上
PIP
長(zhǎng)摻雜poly
0.35um
local
TI
用DOPE
2P3/2P4M
MIM
不長(zhǎng)poly
0.18用了STI,0.35的話可以用local的方法進(jìn)行隔離;
0.18用CO做SAB,0.35的是用的TI;
0.18的GATE生長(zhǎng)是不用DOPE的,在后續(xù)S/D的時(shí)候一起打了,0.35的話是DOPE的;
然后0.18的金屬層要比0.35的多一些.一般看到0.35的都是2P3或者2P4M的,0.18的話一般都是5M以上了,還有就是0.35多用PIP做電容,0.18的話多用MIM做電容。
0.18gate下長(zhǎng)一層沒(méi)有參雜的poly,再注入雜質(zhì),這樣可以精確的控制poly的電性參數(shù)。0.35gate直接長(zhǎng)參雜的poly,因?yàn)?.35對(duì)poly的電性參數(shù)的要求不是很高。
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關(guān)于中芯國(guó)際0.18um工藝的問(wèn)題
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1.中芯國(guó)際公司的SMIC 0.18um工藝,上面明白寫著有5V的工藝,而為什么在我這個(gè)庫(kù)里面沒(méi)有5V的管子,因?yàn)槲疫@個(gè)是logic signal的庫(kù)嗎,還有一個(gè)Mix-signal庫(kù)嗎?
答:0.18um logic/mix-signal baseline 的工藝為1.8V/3.3V
? ???在baseline 的工藝有 5V tolerance 的 ESD I/O
? ? 另外有 0.18um Logic 1P6M(1P5M,1P4M) Salicide 1.8V/5V or??1.8V/5.5V Ultra Low Leakage (ULL) process? ?及 1.8V/5.5V/32V High-Voltage LDMOS process
2.在工藝中有native NMOS和Medium NMOS,看了這么模型和正常MOS管如n18的參數(shù)進(jìn)行比較,主要區(qū)別在于閾值電壓的不同,能提供一些native NMOS和Medium NMOS的應(yīng)用情況嗎?
Native device 及 Medium device 會(huì)用在 low-volage 或 low-power 電路
? ? 其中Native device 不需要額外的 Mask, 而 Medium device 則需要額外的 Mask.
3.管子的工作電壓?jiǎn)栴}!比如3.3V IO PMOS MODEL中的管子長(zhǎng)期正常工作電壓在是要保證源漏、柵源、漏襯等各個(gè)兩端電壓不超過(guò)3.3的10%左右,請(qǐng)問(wèn)這個(gè)在哪兒可以查到,只有去問(wèn) foundry了嗎?這些電壓的大小與工藝的什么有關(guān),是不是工藝定了,對(duì)于一個(gè)特定的管子3.3V IO PMOS MODEL就不能改變這些了。管子的齊納擊穿電壓和雪崩擊穿電壓又怎么查?我記得這個(gè)是用軟件可以測(cè)出來(lái),不過(guò)foundry也應(yīng)該給這個(gè)數(shù)據(jù),對(duì)嗎?
3. 3V IO MOS 的規(guī)格, 可以參考 foundry 給 ESD IO datasheet 或 foundry 工廠的 reliability report.





