Le CEA-Leti montre le premier CMOS 3D sur CMOS au monde
Le laboratoire de recherche français CEA-Leti a décrit la première intégration séquentielle 3D (3DSI) au monde de CMOS sur CMOS avec des interconnexions métalliques avancées. Cela rapproche la 3DSI de la commercialisation en vue d’une utilisation dans le traitement en backend.
Il s’agit de la première démonstration 3DSI au monde d’empilement CMOS avec des circuits 3D fonctionnels, notamment des oscillateurs en anneau 3D et un pixel à deux couches à plage dynamique élevée et à exposition unique.
La 3DSI complète, dans laquelle des dispositifs CMOS monocristallins sont empilés au-dessus d’un process CMOS industriel, en particulier lorsqu’il intègre un BEOL intermédiaire (iBEOL) avec du Cu et de l’ULK, a jusqu’à présent échappé aux chercheurs.
Le document présenté à la conférence IEDM 2023 aux États-Unis décrit l’intégration séquentielle 3D avec empilement CMOS sur FDSOI industriel de 28 nm avec quatre couches métalliques.
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Le process de fabrication du dispositif CMOS supérieur a été réalisé à 500°C dans une fabrication de 300 mm sur un BEOL CU/ULK de 28 nm à la pointe de la technologie.
« Cette réalisation établit la faisabilité de la fabrication de composants CMOS en silicium à haute performance au-dessus d’une plate-forme industrielle, y compris le BEOL de pointe, sans compromettre la performance de la couche inférieure. Elle permet d’atteindre le plein potentiel de la technologie 3DSI avec des dispositifs supérieurs présentant des performances élevées, une faible variabilité et une co-intégrabilité CMOS, contrairement aux transistors BEOL », a déclaré Perrine Batude, coauteur de l’article et responsable de l’intégration 3DSI au CEA-Leti.
En outre, l’inclusion du plan de masse en polysilicium « devrait garantir une isolation remarquable de 40 dB jusqu’à 100 GHz, ce qui montre la pertinence de cette intégration pour les applications RF », a-t-elle déclaré.
L’article présente une vitrine complète de la plateforme 3DSI, avec des démonstrations de circuits 3D fonctionnels tels que des inverseurs 3D, des oscillateurs en anneau 3D et un pixel à deux couches à plage dynamique élevée et à exposition unique.
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