在半導體制造技術相關國際會議“2010 IEEE International Electron Devices Meeting（IEDM 2010）”開幕前一天的2010年12月5日（日），舉行了一場以“15nm CMOS Technology”為題的短講座。在最尖端邏輯LSI方面，美國英特爾已開始量產32nm工藝的微處理器，最大硅代工廠商臺灣臺積電（TSMC）則開始采用28nm工藝進行少量量產。與32及28nm工藝相比，15nm工藝相當于領先其兩代。所以以實現15nm工藝LSI的多個技術領域為對象的短講座，在開幕之前就備受關注。僅登記人數就超過了400名，講座正式開始后，會場座無虛席，甚至出現了站著的聽眾。其場面甚至超過了本次大會的主題演講。

“在15nm工藝的技術節(jié)點方面，磁場耦合等的積層芯片間無線通信技術，以及LSI布線中形成的新型非易失性存儲器技術的重要性將進一步提高”。在短講座上登臺演講的瑞薩電子技術開發(fā)本部先行研究統管部高級專員林喜宏，以“BEOL Technology toward the 15nm Technology Node”為題公開了以上預測。

林喜宏表示，在15nm工藝的技術節(jié)點方面，CMOS工藝將實現業(yè)界標準化，半導體廠商之間的競爭也將向三維積層芯片技術及邏輯LSI布線中形成的新型非易失性存儲器等方面轉移。

關于三維積層芯片技術，雖然目前正在推進硅貫通電極（Through Silicon Via：TSV）的技術開發(fā)，但林喜宏表示，將TSV用于邏輯LSI時存在兩大技術課題。一是在TSV中流通電流時，由于TSV產生的電磁噪聲，存在“附近的MOS晶體管特性發(fā)生變化”（林喜宏）的可能性。另一課題是“隨著溫度變化，TSV的容量及電阻會改變”（林喜宏）。林喜宏表示，“像原來的LSI多層布線那樣在絕緣膜中形成時沒有問題，但像TSV一樣在硅基板中形成布線時就會出現問題”。

避免出現該問題的有效對策之一便是“以磁場耦合為代表的無線積層芯片間通信”（林喜宏）。不過，林喜宏建議，“目前以電路技術人員為中心推進開發(fā)的趨勢越來越明顯。今后，通過利用LSI制造技術人員的知識，可大幅減小線圈的尺寸并削減耗電量。而且還會有很多相關創(chuàng)意”。

林喜宏表示，掌握15nm工藝關鍵的另一項技術是LSI布線中形成的新型非易失性存儲器。比如，此前的混載DRAM，即使是內置于尖端邏輯LSI中的產品，也不用在低介電率（low-k）層間絕緣膜中形成電容器，而是將其嵌入到電容器專用氧化膜中。因此，混載DRAM存在需要特殊制造工藝的問題。

對此，在15nm工藝中，由于CMOS工藝將實現業(yè)界標準化，因此需要特殊制造工藝的混載存儲器的應用范圍會越來越小。按照這一觀點來看，林喜宏認為，以可變電阻式存儲器（ReRAM）為首的新一代非易失性存儲器為了提高對標準CMOS工藝的移植性，可在low-k材料中形成的技術開發(fā)將變得更為重要。（記者：大石 基之）