TaS₂ 增强互连对电路性能的影响：温度依赖性分析
应用物理
2024-11-05 v1
摘要
单层 TaS₂ 正被探索为未来互连的衬层/阻挡层，以规避当前最先进互连的可扩展性问题。然而，其较大的垂直电阻率引发了一些担忧，需要进行全面的电路分析来理解该技术的收益与权衡。在本工作中，我们提出了 TaS₂ 增强铜（Cu）互连的详细温度依赖性建模框架，并揭示了其对电路的影响。我们构建了捕捉表面散射和晶界散射的温度依赖性三维 Cu-TaS₂ 互连电阻模型，并将其集成到基于 ASAP7 7nm 工艺设计套件的 RTL-GDSII 设计流程中。利用该框架，我们在不同的工艺和温度角点对高级加密标准（AES）电路进行综合和布局布线，并将 Cu-TaS₂ 互连的电路性能与最先进互连进行了基准测试。结果表明，Cu-TaS₂ 互连使 AES 电路的有效时钟频率提升了 1%–10.6%。在最坏工艺-温度角点下，我们进一步确定 TaS₂ 的垂直电阻率必须低于 22 kΩ·nm 才能获得相对于传统互连的性能优势。
引用
@article{arxiv.2411.01632,
title = {The Impact of TaS$_{2}$-Augmented Interconnects on Circuit Performance: A Temperature-Dependent Analysis},
author = {Xinkang Chen and Sumeet Kumar Gupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.01632},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 9 figures and 3 tables, in process to submit to IEEE Transactions on Electron Devices