imec 展示 NbTiN 超导数字电路关键结构，可实现百倍能效提升

据报道，比利时imec微电子研究中心在IEEE IEDM 2024国际电子器件会议上展示了基于NbTiN（氮化钛铌）超导材料的三类超导数字电源关键模块，包括互联、约瑟夫森结和MIM电容器。

imec表示这些技术具有可扩展性，并且与标准300mm CMOS制造技术兼容，这些超导结构还可以承受传统BEOL后端工艺中的高温加工。

在性能方面，imec的第一代超导数字电路相较于基于常规7nm CMOS的系统，能效提高了100倍，性能提升了10到100倍。

imec声称其NbTiN互联、约瑟夫森结、MIM电容器均符合系统的工艺规范。

• imec利用半大马士革集成工艺在NbTiN超导互联上构建双金属级方案，实现低至50nm的导线和通孔临界尺寸，具有高于13K的临界温度和大于120 mA/μm²的临界电流密度。

• 在约瑟夫森结方面，通过夹在两个超导NbTiN层之间的aSi非晶态硅，实现了大于2.5 mA/μm²的临界电流密度。

• 此外，imec还展示了使用NbTiN电极、基于HZO（Hf0.5Zr0.5O2）材料的可调谐电容器，具有约8 fF/μm²的高电容密度。

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