中科院微電子所在人工智能驅(qū)動(dòng)原子級(jí)工藝仿真方向取得重要進(jìn)展 |
2025/6/23 9:45:00 |
|
|
|
|
| |
|
 【產(chǎn)通社,6月23日訊】中國科學(xué)院微電子研究所(Microelectronice of Chinese Academy of Sciences)官網(wǎng)消息,在2nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)三維集成電路晶體管制造中,內(nèi)側(cè)墻、溝道釋放、介質(zhì)隔離等關(guān)鍵環(huán)節(jié)亟需突破高精度刻蝕工藝,以實(shí)現(xiàn)尺寸微縮和器件效能提升。當(dāng)特征尺寸進(jìn)入納米尺度時(shí),刻蝕反應(yīng)截面呈現(xiàn)顯著的尺寸效應(yīng),反應(yīng)截面和缺陷等微觀物理現(xiàn)象難以通過傳統(tǒng)表征手段獲取,現(xiàn)有刻蝕模型雖能預(yù)測宏觀形貌演變,但在納米尺度存在根本性局限。如何結(jié)合前沿人工智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)從原子級(jí)精度模擬刻蝕動(dòng)力學(xué)過程,理解其微觀結(jié)構(gòu)演變過程,進(jìn)而預(yù)測并優(yōu)化宏觀工藝參數(shù)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)器件性能,是人工智能賦能集成電路先進(jìn)制造的關(guān)鍵科學(xué)問題。 針對上述問題,中國科學(xué)院微電子研究所EDA中心陳睿研究員與先導(dǎo)中心李俊杰正高級(jí)工程師合作,首次將機(jī)器學(xué)習(xí)勢函數(shù)(Machine Learning Potential,MLP)分子動(dòng)力學(xué)推演方法引入集成電路刻蝕工藝仿真領(lǐng)域,從原子尺度深入探究刻蝕機(jī)理,并利用機(jī)器學(xué)習(xí)勢實(shí)現(xiàn)宏觀刻蝕輪廓的大尺度推演。本研究面向環(huán)柵(GAA)器件超晶格結(jié)構(gòu)的橫向選擇性刻蝕工藝場景,引入工藝物理約束,結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)演化算法,構(gòu)建了機(jī)器學(xué)習(xí)勢函數(shù)。該勢函數(shù)具備與密度泛函理論(DFT)計(jì)算結(jié)果高度吻合的模擬結(jié)果。 采用該勢函數(shù)模擬Si/SiO2變厚度多疊層結(jié)構(gòu)的橫向選擇性刻蝕工藝,成功實(shí)現(xiàn)了60萬原子級(jí)大體系的分子動(dòng)力學(xué)刻蝕輪廓推演。同時(shí),本研究在微電子所8吋先導(dǎo)工藝平臺(tái)上完成了相應(yīng)結(jié)構(gòu)的流片實(shí)驗(yàn),并結(jié)合透射電子顯微鏡(TEM)表征,驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。通過與傳統(tǒng)的反應(yīng)力場分子動(dòng)力學(xué)(ReaxFF MD)仿真方法對比,本方法實(shí)現(xiàn)了約45倍的計(jì)算效率提升。 相關(guān)成果以“First large-scale (68×25×5 nm3) atomistic modeling for accurate and efficient etching process based on machine learning molecular dynamics (MLMD)”為題在第70屆國際電子器件大會(huì)(IEDM 2024)上進(jìn)行了口頭報(bào)告。中國科學(xué)院微電子研究所EDA中心馮澤萌助理工程師、博士研究生呼子義、余童助理工程師為共同第一作者,微電子所EDA中心陳睿研究員、先導(dǎo)中心李俊杰正高級(jí)工程師為共同通訊作者。研究工作得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性A類先導(dǎo)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院國際伙伴計(jì)劃等項(xiàng)目支持。 查詢進(jìn)一步信息,請?jiān)L問官方網(wǎng)站 http://ime.cas.cn/kygz/kydt/202506/t20250619_7872089.html,以及https://doi.org/10.1109/IEDM50854.2024.10873391。(Robin Zhang,產(chǎn)通數(shù)造) (完)
|
|
→ 『關(guān)閉窗口』 |
|
| |
|
|
|
|
|