一种优化FinFET工艺中冗余电容的方法

摘要：

在目前集成电路先进制造工艺下,普遍采用鳍式场效应管(FinFET)结构作为最基本的逻辑器件,以获得更高的制造密度和更强的沟道控制能力.FinFET制造工艺中通常包含双扩散区隔离(Double Diffusion Break,简称DDB)和单扩散区隔离(Single Diffusion Break,简称SDB)两种扩散隔离工艺结构.SDB结构相较于DDB结构具有更高的逻辑器件集成密度,但不足之处在于实际应用中会引入额外的冗余电容,而SDB结构中的冗余电容会导致功耗和延时的增加,降低器件性能.本文提出一种使用栅极切割工艺结合M0G部分接触工艺的方案,消除电路中SDB结构引入的冗余电容,从而有效地提高数字电路翻转速度,降低动态功耗.通过对一个2输入数据选择器(MUX2)进行优化并仿真后发现,若仅仅将SDB结构改成DDB结构,S-Z路径上的电容和动态功耗可以降低12.7％,但会额外牺牲单元面积9.1％;若采用M0G与栅极部分接触方案优化设计和工艺,S-Z路径可以节省18.7％的动态功耗,并提升16.2％的速度,同时单元面积保持不变.利用该设计方案优化部分单元电路,产生新的单元库,并应用于A72 CPU核的纯逻辑模块.实验表明A72 CPU核的功耗降低了 2.6％,性能提升了 1.77％.

关键词：SDB工艺、功耗、冗余电容、M0G栅极部分接触工艺

所属期刊栏目：31

分类号：TQ0;TN401;TP391.41

在线出版日期：2022-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：78-84