互连线

超越晶体管尺寸微缩的创新

逻辑电路的微缩不仅需要晶体管的进步，还需要为晶体管供电和连接的线路的演进。随着人工智能GPU的晶体管数量增长到数千亿个，互连线长度达到数千英里，不断增加的电阻和电容使得材料和工艺创新至关重要。

应用材料公司在互连技术和金属沉积领域处于行业领先地位，其Endura™系统是过去30年来几乎所有芯片的基石，并推动了晶体管和布线领域的创新。最新的Endura™ CuBS Volta™ 钌 CVD系统在真空条件下集成了七种工艺技术，通过选择性 ALD 阻挡层和无空隙铜回流，将通孔电阻降低高达 50%，从而实现 3纳米及以下的逻辑微缩；其创新的钌钴 (RuCo) 衬垫还为铜创造了更多空间，提高了每瓦特性能。

线路性能取决于的不仅仅是金属本身。增强型Black DIamond™ PECVD系统低介电常数材料通过更强的化学键合网络来应对不断上升的寄生电容，从而将机械强度提高 40%，使晶体管布线层能够在 2纳米及更小的范围内缩小。Producer™ Viva ™处理系统与 Endura 铜沉积技术协同优化，可使铜晶粒更大，并将锰掺杂剂输送到表面，从而降低 30% 以上的接线电阻。在Opta™ CMP平台上进行铜抛光，可以以纳米级的精度使每一层都平坦化，这对于 EUV 有限的景深至关重要。

除了这些前端技术的进步之外，后端供电是互连技术的下一个重大转折点。前端网络将电源线和信号线结合在一起，造成拥塞和高达 50% 的电压下降。将电源线移至背面可以简化正面设计，降低电阻和功耗，并且在相同的光刻工艺下，逻辑密度可以提高 20-30%。应用材料公司正在将其晶圆正面创新技术拓展到晶圆背面应用领域，将其互连领域的领先地位扩展到新兴市场领域。

随着行业向全栅环绕式 (GAA) 晶体管、背面供电和埃级特征发展，连接它们的线路变得与器件本身一样重要。应用材料公司将继续带来材料工程方面的突破，推动互连技术以及依赖于互连技术的芯片不断向前发展。