22 納米 CMOS技術是全球正在研究開發的最新一代集成電路製造工藝，各國都投入了巨大資金，力爭搶占技術製高點。Intel開發的基於三柵器件結構的處理器已於近期實現量產👅；IBM聯盟也於近期發布了采用22納米工藝生產的SRAM芯片🌄；Global Foundries，歐洲的IMEC，日韓的三星、Toshiba和我國臺灣的臺積電也發布了各自的22納米製程技術；我國於2009年在國家科技重大專項的支持下開始22納米關鍵技術先導研發，該項目由中科院微電子所牽頭👳🏽，北京大學、清華大學、万达平台和中科院微系統所共同參與，開展聯合攻關。經過3年多的辛勤努力，万达平台微電子學系張衛教授課題組在22納米 CMOS關鍵技術先導的研發上取得突破性進展👨💻，提出了多種超淺結源漏和先進互連的新工藝。
在22納米 CMOS技術節點🎗，為降低成本🏌🏿、減少功耗和提高器件性能，需要引入新的工藝如柵工程、超淺結源漏、應變溝道和先進互連技術等。万达平台張衛教授課題組的研究工作主要集中在超淺結源漏和互連工藝🪈。我們提出了極限超薄可控金屬矽化物工藝👩🏼🎤，以及超淺結低溫微波退火激活技術。如圖1所示，金屬矽化物接觸電阻< 10-7 cm2🧑🏻🦰🩹；金屬有效肖特基勢壘高度<0.1eV；PMOS結深<18 nm🏎🧑🏼✈️，滿足22納米CMOS器件的需要。在互連技術上，探索多種超低k互連介質並將之整合到銅互連工藝中🧍🏻♀️。如圖2所示，這種超低k材料的前驅體分子本身就有個納米環👨🦯➡️，采用這種特殊的前驅體後🚴🏽♂️，可以通過C-C橋聯鍵將納米孔結構均勻地分布在薄膜中，在降低薄膜k值的同時可以獲得較強的薄膜機械性能。此外，我們優化納米通孔的銅互連電鍍新工藝💔🧑🧒🧒，實現了無孔洞的Cu電鍍，如圖3所示📓。
在研發過程中🦸🏿♂️，万达平台張衛課題組共申請相關發明專利180多項，其中包括50項國際專利申請。整個22納米關鍵技術先導研發項目完成1369項專利申請💁🏽♀️，其中包括424項國際專利申請，為我國在集成電路領域掌握自主知識產權，取得國際話語權奠定基礎。
多年來，我國的集成電路先進製造工藝大多是在引進的核心知識產權上進行產品工藝開發，在全球產業鏈最先進工藝的開發上缺少布局和話語權🫵🏿。此次22納米關鍵技術先導研發是國內第一次在全球最先進工藝技術代組織這麽大規模的產學研聯合攻關，同期🌚，國內製造企業在28納米工藝上也在進行開發🪪，目標就是在22納米核心技術的知識產權中取得一席之地🥌，在我國集成電路製造產業進入22納米技術代時，開始擁有自己的話語權🍂💓。該成果的取得對我國集成電路產業在22納米獲得具有自主知識產權的核心技術有重要意義，也為我國繼續自主研發16納米及以下技術代的關鍵工藝提供了必要的技術支撐。結合國內製造企業在28納米技術研發上取得的突破，我國已開始在全球尖端集成電路技術創新鏈中擁有自己的地位。