芯片微缩新纪元：FEOL、BEOL与MOL的创新突破与1nm技术路径探索
在芯片技术的前沿，FEOL（源极-漏极-栅极晶体管）, MOL（多层互连）以及BEOL（后端互连）的微缩化进程面临着前所未有的挑战。imec的Naoto Horiuchi和Zsolt Tokei引领了一场革命性的技术革新，他们提出了一系列创新方案，旨在打破技术瓶颈，探索通往1nm技术节点的可行路径。
FEOL的革新焦点在于新架构的设计，如图形化栅极阵列（GAA）和forksheet技术，以及超细栅极晶体管（CFET）。FinFET的进化从平面MOSFET跃升至22nm、7nm，甚至6T标准单元，但GAA nanosheet晶体管的垂直堆叠带来了前所未有的通道控制和驱动性能，特别是在10nm以下的精细工艺中，寄生电容的优化至关重要。
BEOL的革命性在于混合金属化技术的应用，如钌、钼等新材料的引入，以减少铜阻挡层，降低通孔电阻，确保了工艺的可靠性和效率。半镶嵌工艺通过增加互连高度，保持电容的可控性，显著提升了RC性能，尤其在M1和M2金属层上展现优势。
MOL作为FEOL与BEOL之间的桥梁，结构微缩助推器如forksheet和埋入式电源线（BPR）的创新，不仅提高了布线的灵活性，还提升了电源效率，为更高密度的设计提供了可能。CFET则通过3T逻辑标准单元的折叠设计，优化了可布线性，为微缩的极限探索开辟新径。
imec的创新并未止步，他们在CFET架构上展示了单片工艺的实验，通过顺序CFET设计，赋予了顶层器件沟道材料的灵活选择。在BEOL层面，他们正在探索零通孔混合高度，以优化金属线的电阻和电容特性，解决结构挑战。新型导体，如有序二元金属间化合物，如AlNi或RuV 3，正在被研究以实现更低的电阻率，进一步提升性能。
MOL的关键突破在于解决高纵横比通孔和接触栅极的电阻问题，例如引入钌触点，以降低接触电阻，提高互连的效能。每个层面的创新都在为1nm技术节点的逼近铺就道路。
总的来说，FEOL、BEOL和MOL的每一个进步都是微缩技术领域的里程碑，它们的协同创新，无疑为芯片世界的1nm技术节点提供了清晰的路径，预示着未来计算力的无限可能。