CEA-Leti发布“突破性”3D循序集成 (3DSI)

来源：Silicon Semiconductor

该成果确立了在工业平台（包括最先进的BEOL）上制造高性能硅CMOS器件的可行性，且不影响底层的性能。

CEA-Leti在IEDM 2023上描述了世界上首个CMOS over CMOS的3D循序集成(3DSI)，具有先进的金属线层级，这使得具有中间体BEOL的3DSI更接近商业化。

这一突破在论文“3D Sequential Integration with Si CMOS Stacked on 28nm Industrial FDSOI with Cu-ULK iBEOL Features RO and HDR Pixel”中详细介绍，该突破源于在工业CMOS平台（28nm FDSOI）上循序堆叠的单晶CMOS的演示和四个金属层。顶级CMOS器件工艺在500°C的FEOL 300mm制造条件下在最先进的CU/ULK 28nm BEOL之上进行。

该论文的合著者兼CEA-Leti 3DSI集成负责人Perrine Batude说道：“这一成果确立了不影响底层性能的条件下，在工业平台（包括最先进的BEOL）上制造高性能硅CMOS器件的可行性。与BEOL晶体管相比，它可以利用具有高性能、低变异性以及CMOS共集成性的顶级器件充分发挥3DSI的潜力”。

全3DSI以前一直困扰着研究人员，特别是当它将中间体BEOL (iBEOL) 与Cu和ULK集成时，其中单晶CMOS器件堆叠在工业CMOS工艺之上。论文中阐述：“这项工作旨在演示这种集成，提供实现它的方法，并分析3D电路的性能”。

Batude表示，这项研发也是世界上首次如此规模的3DSI演示，具有功能性3D电路演示的特点，例如3D环形振荡器和单次曝光高动态范围两层像素。

此外，多晶硅接地层的加入“预计将确保高达100GHz的40dB隔离度，显示出这种集成与射频应用的相关性”，Batude表示。

该论文全面展示了3DSI平台，其中包括功能性3D电路演示，例如3D逆变器、3D环形振荡器和单次曝光高动态范围两层像素。

审核编辑 黄宇