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Machine de fabrication de puces sub-22 nm atome par atome dévoilée – High-teK.ca

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Applied Materials, le fournisseur numéro un de systèmes de fabrication de puces en silicium pour tous les grands acteurs (Intel, IBM, AMD, TMSC, Samsung…) a dévoilé la première machine commerciale capable de créer des transistors en manipulant des couches uniques d’atomes. Surnommée le système Centura Integrated Gate Stack, cette machine sera la clé de la création de transistors à κ élevé de 22 nm et un promoteur majeur du passage aux transistors FinFET « 3D » inférieurs à 22 nm.

Pour fabriquer les puces de 32 nanomètres d’aujourd’hui, nous avons déjà affaire à des couches de silicium, de dioxyde de silicium et de diélectriques de quelques atomes d’épaisseur. Centura est simplement la prochaine étape de la fabrication, permettant aux fabricants de puces de construire leurs transistors une couche d’atomes à la fois. Pour ce faire, il utilise un processus appelé dépôt de couche atomique (ALD). ALD est fondamentalement un ensemble de réactions chimiques complémentaires qui peuvent faire croître les couches d’un transistor à grille métallique un atome à la fois. En alternant des revêtements de chlorure d’hafnium et d’eau, des molécules simples de Oxyde d’hafnium (un diélectrique) peut être déposé sur la couche d’interface. Étant donné que le processus nécessite une alternance pour fonctionner, il est possible de contrôler exactement le nombre de couches d’oxyde d’hafnium appliquées. Il y a une vidéo qui explique le processus intégré ci-dessous.

Matériaux appliqués : système CenturaEn fin de compte, l’ALD permet la création de transistors avec des diélectriques à k élevé qui ne mesurent que quelques nanomètres d’épaisseur – et bien que l’ALD soit un processus lent à grande échelle, c’est un processus hautement contrôlé, ce qui signifie qu’il peut être appliqué à un ensemble gamme de processus CMOS, y compris FinFET, et à l’avenir, condensateurs DRAM. Pour l’instant, il semble que Centura vise carrément le processus entrant de 22 nm (et Intel Pont de lierre Le processus 22 nm utilise probablement cette machine, ou quelque chose de similaire), mais Applied Materials est convaincu qu’il peut également fonctionner à 14 nm et éventuellement en dessous.

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Enfin, l’autre innovation passionnante apportée par le système Centura Integrated Gate Stack est le fait qu’il intègre les quatre étapes du processus de fabrication de la puce dans un seul environnement sous vide. L’un des plus gros problèmes liés à la production de puces à l’échelle atomique est l’introduction d’impuretés ; une seule molécule polluante indésirable peut faire la différence entre un processeur haut de gamme et une puce bon marché à 50 $. En intégrant la création de la couche d’interface, l’application diélectrique ALD et les deux étapes de «fixation» de nitruration, le procédé Centura pourrait conduire à des transistors – et donc à des processeurs – qui sont 5 à 10% plus rapides que leurs frères non emballés sous vide.

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