我國首次建立基于硅晶格常數溯源的集成電路納米線寬標準物質

　　【儀表網 行業標準】近日，市場監管總局批準建立平面結構納米線寬標準物質([2024]國標物證字第5975號)和立體結構納米線寬標準物質([2024]國標物證字第5976號)，打通極小納米線寬量值向硅晶格常數溯源的計量途徑，成為我國集成電路晶體管柵極線寬溯源最精準“標尺”，支撐集成電路制造向極微觀尺度邁進，提升集成電路芯片集成度和性能先進制造水平，有力促進我國集成電路產業發展。
 

　　納米線寬作為集成電路的關鍵尺寸，指晶體管柵極的最小線寬(柵寬)，是描述集成電路工藝先進程度的一個重要指標，其量值的準確性將極大影響電流、電阻等電特性參數等芯片器件的性能指標。有研究表明，當集成電路線寬節點達到32nm以下時，線寬量值10%的誤差將導致芯片器件失效。當前集成電路先進的工藝制程節點要求線寬達到原子級準確度，通常采用線寬標準物質對關鍵尺寸量測設備進行計量溯源，以確保關鍵尺寸設計加工的準確性。隨著集成電路工藝制程節點的不斷縮小，芯片的晶體管密度增加和性能提升得益于晶體管柵極寬度的不斷減少。
 

　　中國計量科學研究院的納米線寬標準物質研制團隊，以國際計量局規定的國際單位制米定義復現方法—硅晶格{220}方向尺寸(0.192nm)為基礎，采用內稟硅晶格原子標尺的線寬標準物質設計方案，實現對線寬標準物質的原子級準確度(<1nm)計量溯源，突破了現有波長計量基準(633nm)溯源方式對線寬測量的5nm不確定度水平極限，研制成功了與集成電路關鍵制程節點相對應的7nm、22nm、45nm的線寬標準物質，不確定度水平處在0.32nm～1.3nm，初步構建了基于硅晶格常數溯源的集成電路高準確度納米線寬計量溯源體系，為保障集成電路與原子級制造幾何量值的準確性奠定了堅實計量基礎。