imec展示NbTiN超导数字电路关键结构,可实现百倍能效提升

IT之家 2024-12-27 16:05:52

IT之家12月27日消息,比利时imec微电子研究中心表示,在本月7~11日于美国举行的IEEEIEDM2024国际电子器件会议上,该机构展示了基于NbTiN(氮化钛铌)超导材料的三类超导数字电源关键模块:互联(电线和通孔)、约瑟夫森结和MIM电容器。

imec表示其展示的技术具有可扩展性,与标准300mm(IT之家注:即12英寸)CMOS制造技术兼容,这些超导结构还能承受传统BEOL后端工艺中的420℃加工温度。

而在参数表现上,imec的第一代超导数字电路较基于常规7nmCMOS的系统能效提高了100倍、性能提升了10~100倍。

imec宣称其NbTiN互联、约瑟夫森结、MIM电容器均满足了所设想系统的工艺规范:

imec在NbTiN超导互联上采用半大马士革集成工艺构建双金属级方案,实现了低至50nm的导线和通孔临界尺寸,拥有高于13K的临界温度和大于120mA/μm2的临界电流密度;

而在约瑟夫森结部分,其通过夹在两个超导NbTiN层之间的aSi非晶态硅实现了大于2.5mA/μm2的临界电流密度;

imec还展示了使用NbTiN电极、基于HZO(Hf0.5Zr0.5O2)材料的可调谐电容器,该电容器具有约8fF/μm2的高电容密度。

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