我國(guó)首開(kāi)22nm IC關(guān)鍵技術(shù)研究 讓國(guó)產(chǎn)芯片“站”起來(lái)

中國(guó)科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心的科研團(tuán)隊(duì)艱苦攻關(guān)，成功開(kāi)展22納米關(guān)鍵工藝技術(shù)先導(dǎo)研究與平臺(tái)建設(shè)，在我國(guó)首先開(kāi)展該技術(shù)攻關(guān)。

“高配”團(tuán)隊(duì)迎挑戰(zhàn)

作為集成電路先導(dǎo)中心特聘的“千人計(jì)劃”專家，閆江參與了一場(chǎng)與時(shí)間的賽跑：在國(guó)家科技重大專項(xiàng)02專項(xiàng)的支持下，開(kāi)展22納米先導(dǎo)工藝研發(fā)。

同時(shí)參與這場(chǎng)“賽跑”的，還有中科院微電子所所長(zhǎng)執(zhí)行顧問(wèn)、“千人計(jì)劃”專家、研究員楊士寧和集成電路先導(dǎo)中心主任、“千人計(jì)劃”專家、研究員趙超以及先導(dǎo)中心首席科學(xué)家、“千人計(jì)劃”專家、研究員朱慧瓏。

中科院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心團(tuán)隊(duì)

在他們的前期忙碌后，一條擁有53臺(tái)套大型設(shè)備的8英寸研發(fā)線終于開(kāi)始運(yùn)行。

接下來(lái)的重頭戲是閆江帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行工藝整合與集成，將22納米工藝器件研發(fā)出來(lái)。

讓國(guó)產(chǎn)芯片“站”起來(lái)

接到“接力棒”的閆江也將“生死”置之度外：“哪怕有1%的希望，我們都會(huì)爭(zhēng)取按時(shí)高質(zhì)量地完成研發(fā)任務(wù)。”

為此，22納米攻關(guān)指揮部制定了一份苛刻的倒計(jì)時(shí)計(jì)劃，“流片實(shí)驗(yàn)到任何一個(gè)環(huán)節(jié)，相關(guān)工藝工程師必須先于流片到位。”閆江說(shuō)。同時(shí)，壓縮所有能夠壓縮的試驗(yàn)環(huán)節(jié)，甚至有段時(shí)間這條8英寸的工藝平臺(tái)24小時(shí)連軸運(yùn)轉(zhuǎn)。

“2012年4月，我們用20天時(shí)間，拿出了第一個(gè)線寬比較大的芯片，這驗(yàn)證了整個(gè)工藝設(shè)備的可靠性。”

“按照緊湊的實(shí)驗(yàn)節(jié)奏，2012年10月，第一個(gè)25納米柵長(zhǎng)的晶體管(NMOSFET)流片實(shí)驗(yàn)成功”……趙超回憶著倒計(jì)時(shí)里的各項(xiàng)欣喜。

“最后，我們做到6次流片實(shí)驗(yàn)均首次成功。”閆江說(shuō)。集成電路先導(dǎo)中心用7個(gè)月的時(shí)間漂亮地完成了原定兩年多時(shí)間的工作：國(guó)內(nèi)首次采用后高K工藝流程，獲得小于30納米柵長(zhǎng)的NMOSFET和PMOSFET器件，器件性能優(yōu)良;對(duì)柵工程中閾值電壓(Vt)調(diào)節(jié)，界面層去除，柵介質(zhì)及金屬層填充等工藝難點(diǎn)作了系統(tǒng)研發(fā)，為工業(yè)界的二次開(kāi)發(fā)提供了一系列工藝解決方案。

“到目前為止，我們雖然遇到了不少困難，但都能一步步地克服，順利地完成既定目標(biāo)。”趙超介紹，“這說(shuō)明我們的機(jī)制合理、技術(shù)方案比較扎實(shí)，當(dāng)然，還有運(yùn)氣好。”

“壓力很大，有苦有累，卻很甜蜜也非常有成就感。”閆江道出了團(tuán)隊(duì)的真實(shí)感受。

整個(gè)團(tuán)隊(duì)的付出開(kāi)始得到回報(bào)：該團(tuán)隊(duì)在更具挑戰(zhàn)性的鰭型晶體管(FinFET3D)研發(fā)上已經(jīng)取得良好進(jìn)展。以年輕人為主力軍的FinFET研發(fā)隊(duì)伍，已提前完成大線寬的器件集成目標(biāo)，與工業(yè)主流工藝兼容的FinFET工藝集成和器件將在2013年底之前完成。

這些成果將為國(guó)內(nèi)芯片制造企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)掃清道路、為半導(dǎo)體集成電路行業(yè)中無(wú)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)公司(簡(jiǎn)稱Fabless)及早介入工藝創(chuàng)造條件。趙超表示：“我們有信心與半導(dǎo)體集成電路行業(yè)中芯片代工廠(簡(jiǎn)稱Foundry)一起打造自主研發(fā)的20～14納米技術(shù)。”