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IBM发表新型绝缘体助力先进制程芯片良率_LOL外围

IBM发表新型绝缘体助力先进制程芯片良率_LOL外围

本文摘要:IBM公开发表了新型绝缘体材料配方,堪称能有效地提高先进设备制程芯片性能与良率。IBM在近日于美国硅谷举办的年度IEEE国际可靠度物理研讨会(InternationalReliabilityPhysicsSymposium,IRPS)上公开发表了新型绝缘体,该种材料有两种型态──氮碳化硅硼(SiBCN)以及氮碳氧化硅(SiOCN),堪称两者都能让芯片性能与良率有所提高。

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IBM公开发表了新型绝缘体材料配方,堪称能有效地提高先进设备制程芯片性能与良率。IBM在近日于美国硅谷举办的年度IEEE国际可靠度物理研讨会(InternationalReliabilityPhysicsSymposium,IRPS)上公开发表了新型绝缘体,该种材料有两种型态──氮碳化硅硼(SiBCN)以及氮碳氧化硅(SiOCN),堪称两者都能让芯片性能与良率有所提高。此外IBM还展出了如何在线路之间填满SiBCN或SiOCN,来创建线边缘粗糙度(lineedgeroughness,LER)变异的模型,以及利用预先检验芯片测试超过更加有效地量测故障率、让芯片性能优化的新技术。

在一篇为题「氮化硅(SiN)、SiBCN与SiOCN间隔介质之时间相依介电质穿透(TimeDependentDielectricBreakdownofSiN,SiBCNandSiOCNSpacerDielectric)」的论文中,IBMResearch电气特性暨可靠度经理JamesStathis叙述了(22奈米制程芯片上的)10奈米厚度SiBCN与SiOCN间隔介质性能如何打破SiN,以及在7奈米制程测试芯片使用6奈米厚度绝缘介质的实验。IBM想在14奈米制程节点(早已于GlobalFoundries生产)引入SiBCN绝缘体,而SiOCN将在7奈米节点使用;Stathis透漏,IBM希望可在5奈米节点用于终极绝缘体──气隙(airgap)。IBM公开发表新型绝缘体助力先进设备制程芯片良率IBMResearch的JamesStathis回应,SiBCN与SiOCN的介电常数高于Power9处理器使用的SiN(来源:IBMResearch)Stathis认为,准确创建依据芯片运作电压要求的绝缘体材料寿命十分最重要,因为在先进设备制程节点,若使用一般的SiN间隔介质,寄生电容不会占有整体组件电容的85%;但藉由利用不具备较低介电常数的材料如SiBCN与SiOCN,可减少寄生电容并因此提高芯片性能、提高良率。

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LER也是导致寄生电容的因素,IBM在另外两篇分别为题「LER冲击随机模型(AStochasticModelfortheImpactofLER)」以及「全面性LER冲击模型创建新方法(ANewandHolisticModelingApproachfortheImpactofLine-EdgeRoughness)」的论文中,展出了LER如何在间隔线路的绝缘体内造成随机变异,并对介电电压/时间相依度带给不良影响;而IBM认为,使用其全面性随机模型,能在先进设备制程节点对整体芯片可靠性展开更加准确的电压效应预测。IBM无晶圆厂可靠度小组(FablessReliabilityGroup)的工程师,可以展出如何利用感官运算算法,更加准确预测上述新型绝缘体的介电质穿透点;一旦使用新的绝缘体的芯片开始生产,这种新的「智能」方法堪称能大幅度提高测试实际芯片时的效率。

其方法能在新一代晶圆制程被批准后之前,构建优化的预检验与测试顺序。


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