Halbleitertechnologie von A bis Z

Alles über Halbleiter und die Waferfertigung

10 µm → 2 nm

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32 nm

Der 32-nm-Prozess ist ein Fertigungsprozess, wie er ab 2009-2010 bei den führenden Halbleiterherstellern zum Einsatz kommt.

AMD unterhält wie auch schon beim 45-nm-Prozess eine Partnerschaft zu IBM und Samsung (Common Platform) zur Entwicklung dieses Technologieknotens. Dabei wurde auch die High-k-Metal-Gate-Technologie erfolgreich angewandt. Intel stellte am 10. Februar 2009 seinen ersten lauffähigen 32-nm-Prozessor vor, der Abverkauf von in Massenproduktion gefertigten Chips begann am 7. Januar 2010 (Intel Core i3, Core i5 und Mobile Core i7).

Von AMD in der Massenfertigung eingeführte Technologie:
  • High-k-Metal-Gate und poröse Ultra-Low-k-Dielektrika
Technologiedemos:

Das Forschungszentrum IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre) in Belgien demonstrierte 2006 eine Möglichkeit zur Belichtung von in 32 nm gefertigten Flashspeicherzellen mit Double patterning und Immersionslithografie. Auf Grund der Double-patterning-Technik wird der Kostenvorteil durch die kleinere Fertigungsgröße teilweise wieder reduziert.

Bereits 2005 zeigte TSMC eine 0,183 µm2 SRAM-Zelle, ebenfalls mit Double patterning und Immersionslithografie.

IBM konnte mit Elektronenstrahllithografie und optischer Lithografie auf derselben Maskenebene eine 0,143 µm2 SRAM-Zelle fertigen. Der Poly-Gate-Pitch betrug hierbei 135 nm.

Am 18. September 2007 demonstrierte Intel auf dem Intel Developer Forum (IDF) seine ersten in 32 nm gefertigten Testchips mit High-k-Metal-Gate-Technologie. Die Speicherzelle besaß hierbei eine Größe von 0,182 µm2 und bestand aus 2 Mrd. Transistoren. Zur Belichtung der untersten Ebenen wurde eine Wellenlänge von 193 nm eingesetzt, für weniger kritische Ebenen sowohl 193 als auch 248 nm. Der Gate-Pitch betrug 112,5 nm.

IM Flash Technologies startete im Mai 2008 mit einem in 34 nm gefertigten 32 GBit NAND-Flash mit Double patterning und Immersionslithografie.

Samsung zeigte im Oktober 2007 einen 30-nm-NAND-Flash-Prozess mit selbst-justierendem Double patterning. Dabei wurden zunächst Strukturen in 60 nm erzeugt, zwischen denen nachträglich Material aufgebracht und geätzt wurde, um so 30-nm-Strukturen zu erzeugen. Mit dieser Technik sollen auch Strukturen in 15 nm möglich sein.

Nach Stand in 2008 ist der Einsatz von Double patterning zur Fertigung der 32-nm-Technologie unausweichlich, da keine alternativen Belichtungstechniken mit einem ähnlichen Durchsatz zur Verfügung stehen.

Prozessoren in 32 nm (Auswahl):
  • Intel Core i3 und i5 (Arrandale, Clarkdale)
  • Intel Core i7 (980x Extreme Edition, Gulftown)