3nm以后的新型互连技术

节点向前推进需要DTCO和微缩助推器，如自对准隔断(SAB，self-aligned block)、完全自对准通孔(FSAV, fully self-aligned via)、supervia和埋入式电力轨道(BPR)。Chris回顾了大部分上述微缩助推器的工艺精髓，但是我不会在这里重复所有的细节内容，况且我也不是一个工艺专家。

但这里有一个关于完全自对准通孔(FSAV, fully self-aligned via)的例子。完全自对准的意思是，通孔是同时被下面的互连层和上面的互连层所限制的，就像下图所示，所以通孔金属材料正好处在连接两个互连层所需要的位置。

Supervia是另一种对设计极有意义的技术。第一代supervia可以从Mx连接到Mx+2(通常的via从Mx连接到Mx+1)，这在SRAM中非常有用。第二代supervia可以从Mx连接到Mx+3或Mx+4，适用于埋入式电力轨道。然后第三代supervia从Mx直接连到Mx+5，允许它直接跳到低阻互连层。

埋入式电源轨使采用单鳍器件或纳米片器件的标准单元从6-track可以微缩到5-track，因此在节距不微缩的情况下减少17%的单元面积。由于电源轨现在位于整个堆叠的底部，因此，supervia有助于将电源线连接到更高的互连水平，从而可以向芯片上的单元供电，如图所示。

使用钌(ruthenium)作为导电材料以及高深宽比的BPR可以达到50Ω/ um的电性指标。

铜制程的延伸

铜的一个很大问题是它需要一个阻挡层/衬垫层，否则铜会迁移到周围的氧化物中。但是，工艺上很难像微缩互连线本身那样微缩阻挡层和衬垫层，这意味着随着互连线的微缩，铜的占比会越来越小。而且在电流从上层通孔流向下层互连线的路径上，每个通孔的底部同样拥有这样一个不可微缩的阻挡层/衬垫层。当互连微缩达到16nm半节距及以下时，我们就需要低于2nm厚度的阻挡层/衬垫层。也许我们可以采用钌这个材料来制作2nm厚度的阻挡层/衬垫，但是在 1nm的厚度时，我们目前没有可选的材料。

混合金属化方案(钴，图像中的黄色部分，无阻挡层)使铜填充更容易，并且通孔底部没有阻挡层。