來源：Silicon Semiconductor

該成果確立了在工業(yè)平臺（包括最先進(jìn)的BEOL）上制造高性能硅CMOS器件的可行性，且不影響底層的性能。

CEA-Leti在IEDM 2023上描述了世界上首個CMOS over CMOS的3D循序集成(3DSI)，具有先進(jìn)的金屬線層級，這使得具有中間體BEOL的3DSI更接近商業(yè)化。

這一突破在論文“3D Sequential Integration with Si CMOS Stacked on 28nm Industrial FDSOI with Cu-ULK iBEOL Features RO and HDR Pixel”中詳細(xì)介紹，該突破源于在工業(yè)CMOS平臺（28nm FDSOI）上循序堆疊的單晶CMOS的演示和四個金屬層。頂級CMOS器件工藝在500°C的FEOL 300mm制造條件下在最先進(jìn)的CU/ULK 28nm BEOL之上進(jìn)行。

該論文的合著者兼CEA-Leti 3DSI集成負(fù)責(zé)人Perrine Batude說道：“這一成果確立了不影響底層性能的條件下，在工業(yè)平臺（包括最先進(jìn)的BEOL）上制造高性能硅CMOS器件的可行性。與BEOL晶體管相比，它可以利用具有高性能、低變異性以及CMOS共集成性的頂級器件充分發(fā)揮3DSI的潛力”。

全3DSI以前一直困擾著研究人員，特別是當(dāng)它將中間體BEOL (iBEOL) 與Cu和ULK集成時，其中單晶CMOS器件堆疊在工業(yè)CMOS工藝之上。論文中闡述：“這項(xiàng)工作旨在演示這種集成，提供實(shí)現(xiàn)它的方法，并分析3D電路的性能”。

Batude表示，這項(xiàng)研發(fā)也是世界上首次如此規(guī)模的3DSI演示，具有功能性3D電路演示的特點(diǎn)，例如3D環(huán)形振蕩器和單次曝光高動態(tài)范圍兩層像素。

此外，多晶硅接地層的加入“預(yù)計(jì)將確保高達(dá)100GHz的40dB隔離度，顯示出這種集成與射頻應(yīng)用的相關(guān)性”，Batude表示。

該論文全面展示了3DSI平臺，其中包括功能性3D電路演示，例如3D逆變器、3D環(huán)形振蕩器和單次曝光高動態(tài)范圍兩層像素。

審核編輯 黃宇