Все новости от 14 декабря 2004 г.

IBM и AMD нашли лучший способ напрягать кремний

Технология, называемая Dual Stress Liners (DSL), позволяет обойти многие трудности, связанные с получением напряженного кремния. Чипы с DSL уже втихомолку продаются, но в первом квартале обе компании введут эту технологию в свои 90-нм производственные процессы.

DSL увеличивает быстродействие транзистора на 24%, но при этом не приводит к уменьшению выхода годных микросхем, что означает, что внедрение этой технологии должно обойтись относительно дешево. Это ведет к дальнейшей эскалации гонки вооружений между IBM и AMD с одной стороны и Intel с другой. Intel применяет разновидность напряженного кремния с аналогичными характеристиками в своих 90-нм чипах, которые уже продаются, и планирует использовать усовершенствованную версию технологии в 65-нм чипах, которые должны появиться к концу будущего года. Intel утверждает, что усовершенствованный материал повысит быстродействие транзисторов на 30%.

IBM, AMD и Intel подробнее расскажут о своих технологиях на Международной конференции по электронным устройствам, которая будет проходить на этой неделе в Сан-Франциско.

Напряженный кремний содержит слой кремния с такой атомной структурой, которая позволяет носителям тока быстрее перемещаться от одного конца транзистора до другого. Такое ускорение, в свою очередь, ведет к повышению производительности чипа и/или уменьшению потребляемой энергии. «Вся индустрия занята поиском способов заставить транзисторы переключаться быстрее», — говорит вице-президент AMD по развитию технологии логических микросхем Ник Кеплер.

Сегодня большинство компаний получает напряженный кремний, располагая под транзистором слой германия. Более крупные атомы германия оттягивают атомы кремния друг от друга. «Это как движение между конусами безопасности. Чем дальше они отстоят друг от друга, тем быстрее вы едете», — пояснил Кеплер. С электрической точки зрения растяжка атомной решетки уменьшает эффективную массу электронов, что соответствует езде на машине меньшего размера.

Однако данная технология помогает ускорять работу только транзисторов с N-каналом, по которому перемещаются электроны. Для транзисторов с Р-каналом, переносящим положительно заряженные дырки, она ничего не дает. Транзисторы с N- и Р-каналами дополняют друг друга и составляют неотъемлемую часть современных микросхем. Для транзисторов с Р-каналом, чтобы дырки могли двигаться быстрее, нужно, напротив, увеличивать плотность расположения атомов.

К тому же растяжение посредством германия — сложная и дорогостоящая технология. AMD уже пыталась использовать растянутый кремний, производимый компанией AmberWave, но впоследствии отказалась от этого проекта. «Там возникли производственные проблемы», — прокомментировал Кеплер.

В DSL применяются другие напрягающие материалы, расположенные поверх слоя транзисторов, которые затем вытравливаются с тех мест где они не нужны. Действуя через поверхность пластины, они создают растяжение в транзисторах с N-каналом и удаляются химическим способом с транзисторов с Р-каналом. Затем наносится слой материала, сжимающего атомную решетку кремния, что улучшает работу транзисторов с Р-каналом, и тоже вытравливается. Материалы для растяжения N-каналов и сжатия Р-каналов могут применяться в любом порядке.

Кеплер не сказал, что это за материалы, но отметил, что в новом процессе используются самые обычные и недорогие нитридные пленки. К тому же поверх слоя транзисторов растягивающие материалы наносить проще.

Intel для достижения напряжения в Р-каналах использует поверхностный слой, как при технологии DSL, а для растяжения в N-каналах — нижележащий слой германия. Для 65-нм технологии компания разрабатывает новый способ растяжения.

AMD втихомолку внедрила новую технологию в производство своих последних чипов Athlon FX. Они изготавливались по 130-нм техпроцессу, но в первом квартале и AMD, и IBM переведут на DSL производство 90-нм чипов. В августе AMD начала применять в своих чипах напряженный кремний для Р-канала. Этот подход будет заменен на DSL.

Аналитик Insight 64 Натан Бруквуд одобряет технологию DSL, но отмечает, что индустрии скоро не хватит трехбуквенных сокращений. «Акронимы кончились и их начинают использовать по второму разу», — сказал он. 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы: