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Les partenaires de l’Alliance Crolles2 dévoilent une cellule SRAM ultra-dense en 45 nm, basée sur une technologie CMOS traditionnelle à faible coût et basse consommation

La solution présentée à Kyoto lors du symposium VLSI 2005 permet d’obtenir des géométries de fabrication très fines pour la prochaine génération de circuits basse consommation, haute densité et à faible coût destinés aux applications grand public

Crolles, le 15 juin 2005 — L’Alliance Crolles2 a présenté aujourd’hui, lors du symposium VLSI 2005 de Kyoto, un exposé décrivant la création, dans les conditions de production, de cellules SRAM binaires à six transistors d’une surface inférieure à 0,25 micron carré – deux fois moins que les solutions précédentes – réalisées dans la technologie et les règles de conception CMOS 45 nm classiques.

L’Alliance Crolles2 est le partenariat R&D constitué par Freescale Semiconductor (NYSE:FSL, FSL.B), Philips (NYSE:PHG, AEX: PHI) et STMicroelectronics (NYSE:STM). Réalisés sur la ligne pilote de fabrication 300mm du site de l’Alliance à Crolles (Isère), ces réseaux de 1,5 Mbit confirment le leadership des trois membres de l’Alliance dans la recherche avancée en semiconducteurs pour les étapes de conception CMOS 65 nm et 45 nm.

« Construisant sur nos succès et notre passé d’innovation technologique, nous avons démontré la faisabilité de la production de cellules SRAM ultra-denses fonctionnelles en technologie 45 nanomètres » ont déclaré les Chief Technology Officers des membres de l’Alliance : Claudine Simson pour Freescale Semiconducteurs, le Dr René Penning de Vries pour Philips Semiconducteurs, et Laurent Bosson pour STMicroelectronics.

L’usine de fabrication de tranches de Crolles2 produit actuellement des circuits CMOS de 90 nm sur tranches de 300 mm. Elle est prête pour fabriquer des circuits CMOS 65 nm en 2005. Les nouvelles réalisations obtenues en 45 nm marquent une étape déterminante vers la prochaine génération de technologies de fabrication en grand volume.

Répondre au défi de la consommation d’énergie dans les géométries nanométriques

L’exigence d’une intégration accrue moins utilisatrice de silicium est à l’origine de la recherche de géométries plus fines. Elle a depuis toujours conduit au développement de composants plus complexes, à moindre coût et consommant moins d’énergie. Les dimensions ont été divisées par deux à chaque nouvelle génération. Mais plus les géométries de fabrication diminuent et plus les couches d’oxyde mincissent, plus les fabricants de semiconducteurs doivent relever le défi du contrôle des courants de fuite dans les circuits. C’est un paramètre particulièrement important dans les circuits CMOS destinés aux équipements fonctionnant sur batterie, comme les téléphones mobiles et les lecteurs MP3.

Pour relever ce défi, l’extension d’une technologie de fabrication CMOS classique pour fabriquer des cellules SRAM de 45 nm, avec des transistors et des cellules offrant cependant la performance requise, est l’une des multiples options développées et évaluées actuellement par l’Alliance. Cette évolution technique logique s’appuie sur l’expérience acquise par l’Alliance avec les technologies 90 nm et 65 nm. Les ingénieurs de l’Alliance ont développé un procédé dont l’avantage est de limiter les risques, puisqu’il ne nécessite aucun nouveau matériau, utilise les flux de conception existants et permet une meilleure réutilisation des technologies existantes. L’Alliance évalue également d’autres options, comme la technologie de grille métallique et l’utilisation d’un diélectrique à k élevé, deux solutions techniquement plus complexes et moins matures que le procédé CMOS conventionnel.

Capitaliser sur les réalisations 45nm déjà réalisées
L’Alliance a déjà démontré la possibilité d’utiliser une architecture classique pour concevoir des transistors en technologie 45 nm pour des applications d’entrée de gamme. Elle l’a expliqué lors d’une contribution faite durant la conférence IEDM 2004 (IEEE International Electron Devices Meeting). La stratégie initiale, décrite dans cette intervention, consistait à contrôler le courant de fuite des grilles en limitant la mise à l’échelle de l’oxyde de grille, alors que d’autres fonctions étaient réduites, et à compenser les pertes de performances associées en utilisant du « silicium contraint par le procédé ».

Ce principe est actuellement étendu à la fabrication de cellules binaires SRAM à six transistors mesurant moins de 0,25 micron carré. Il constitue une démonstration pratique de l’intégration haute densité. L’Alliance a utilisé la lithogravure sans masque (faisceau d’électrons) pour les niveaux critiques afin d’accélérer la réalisation et de minimiser les coûts durant la phase de développement. Cette technologie de production est toutefois bien entendu pleinement compatible avec la lithographie optique qui sera utilisée pour la production de CMOS 45nm. Ces cellules binaires SRAM 45 nm fonctionnelles valident le concept de production à très haut niveau de densité en utilisant des tranches à faible coût dans un flux de fabrication classique.

Crolles2 AllianceA propos de l'Alliance Crolles2
Constituée par un accord de cinq ans prolongé jusqu'en décembre 2007, l'Alliance Crolles2 regroupe STMicroelectronics, Philips et Freescale Semiconductor au sein d'une alliance d'une d'envergure sans précédent dans le secteur des semiconducteurs. Leur centre commun, Crolles2, se consacre à des technologies à la pointe de la recherche dans les semiconducteurs : procédés CMOS, mémoires embarquées (RAM statiques, dynamiques et magnétiques), silicium sur isolant, CMOS analogique, modules de procédés avancés, interconnexions cuivres avancées, conceptions basse consommation et capacités RF. Entamée avec la technologie CMOS de 90 nm, l'alliance développera aussi les technologies de 65 nm, 45 nm et enfin 32 nm.

A propos de Freescale Semiconductor
Freescale Semiconductor, Inc. (NYSE:FSL, FSL.B) est un leader mondial dans la conception et la production de semiconducteurs embarqués pour les marchés de l’automobile, de l’électronique grand public, de l’industrie, des réseaux et des communications sans fils. Freescale est devenue une société côtée sur le marché en juillet 2004 après avoir fait partie de Motorola pendant plus de 50 ans. La société est basée à Austin, Texas, et dispose de centres de recherche, développement, production et de ventes dans plus de 30 pays. Freescale, qui fait partie du S&P 500®, est une des plus importantes sociétés mondiales de semiconducteurs au monde et a réalisé en 2004 un chiffre d’affaires de 5.7 milliards de dollars ($).
www.freescale.com

A propos de Royal Philips Electronics
Royal Philips Electronics (NYSE: PHG, AEX: PHI), Pays-Bas, est l’une des plus importantes entreprises d’électronique dans le monde et en Europe, avec un chiffre d’affaires de 30.3 milliards d’euros en 2004. Avec des activités dans les trois domaines transversaux de la santé, du style de vie et de la technologie, et 161 500 salariés dans plus de 60 pays, Philips occupe des positions de leader sur les marchés du diagnostic par imagerie médicale, du monitorage, des téléviseurs couleur, des rasoirs électriques, de l’éclairage et des silicon system solutions. Les informations sur Philips sont disponibles sur : www.philips.com/newscenter

STMicroelectronics en bref
STMicroelectronics est un leader mondial pour le développement et la réalisation de solutions sur silicium destinées à un grand nombre d'applications. Son expertise du silicium et des systèmes, sa puissance industrielle, son portefeuille de propriétés intellectuelles et ses alliances stratégiques placent ST à l'avant-garde des technologies de systèmes sur puce, et ses produits contribuent pleinement à la convergence des applications et des marchés. STMicroelectronics est coté à la Bourse de New York, de Paris (Euronext) et de Milan. En 2004, ST a réalisé un chiffre d'affaires net de 8,76 milliards de dollars et un résultat net de 601 millions. Des informations complémentaires sont disponibles sur le site www.st.com.

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