泛林集团SA-CFET架构突破1nm节点为摩尔定律续命

背景与趋势

• 10月5日消息，据报道，泛林集团于当地时间9月29日提出一种自对准互补场效应晶体管（SA-CFET）架构，有望将CMOS晶体管继续推进至1nm及以下节点，为摩尔定律续命。

• 摩尔定律逼近物理极限，CFET被视为关键突破口。

• 比利时微电子研究中心（imec）在2026年7月发布的制程路线图中预测，2038年有望实现0.3nm等级工艺，并明确指出CFET垂直堆叠架构是突破物理极限、延续摩尔定律的核心方案。

CFET与SA-CFET技术原理

• CFET即互补型场效应晶体管，是一种将NMOS和PMOS器件垂直堆叠的晶体管架构。

• 相比传统将两类晶体管并排布置的方式，CFET可以在相同平面面积内实现更高器件密度，同时增加有效沟道宽度并改善静电控制能力。

• SA-CFET的核心在于三个自对准工艺模块：SA-BPR（自对准埋入式电源轨）、SA-CT（自对准触点）和SA-TSV（自对准硅通孔）。

• 这些模块扩大了边缘放置误差窗口，同时缓解CFET垂直堆叠结构中的接触拥挤问题。

• 该架构采用非金属栅极切割设计和中间介质隔离（MDI）实现功函数分离，同时保持与N3规范的兼容性，包括42nm接触栅极间距和21nm金属间距。

• 原本对套刻精度要求极高的步骤由此转化为自对准工艺，大幅降低了制造难度。

验证结果与性能表现

• 泛林集团Semiverse Solutions团队利用SEMulator3D数字孪生工艺建模对SA-CFET架构进行了验证。

• 建模结果显示，该架构可构建6T SRAM单元以及NOT、NAND、NOR等逻辑单元。

• 6T SRAM位单元面积仅为0.0094μm²，相比N3工艺缩小52.7%，相比A7 CFET设计缩小19%。

• 工艺稳健性验证表明，所有关键接触层均具有至少10nm的套刻窗口，未出现开路或短路失效。泛林集团