比利时imec微电子研究中心在IEEE IEDM 2024会议上展示了基于NbTiN超导材料的三类关键模块：互联、约瑟夫森结和MIM电容器。这些技术与标准300mm CMOS制造兼容，并能承受420℃的后端工艺温度。imec的第一代超导数字电路在能效上比7nm CMOS系统提升了100倍，性能提升了10到100倍。其NbTiN互联采用半大马士革集成工艺，实现了低至50nm的导线和通孔尺寸，并具有高临界温度和电流密度。约瑟夫森结通过非晶态硅实现高临界电流密度，MIM电容器则使用HZO材料，具有高电容密度。

🔬imec展示了基于NbTiN超导材料的三类关键模块，包括互联、约瑟夫森结和MIM电容器，这些模块与标准300mm CMOS制造技术兼容，并能承受高达420℃的加工温度。

⚡️imec的第一代超导数字电路在能效上较7nm CMOS系统提高了100倍，性能提升了10到100倍，这表明了超导技术在提升电路性能方面的巨大潜力。

🔗在互联方面，imec采用半大马士革集成工艺，实现了低至50nm的导线和通孔临界尺寸，并拥有高于13K的临界温度和大于120 mA/μm²的临界电流密度；约瑟夫森结通过非晶态硅实现了大于2.5 mA/μm²的临界电流密度；MIM电容器则展示了基于HZO材料的高电容密度，约为8 fF/μm²。

IT之家 12 月 27 日消息，比利时 imec 微电子研究中心表示，在本月 7~11 日于美国举行的 IEEE IEDM 2024 国际电子器件会议上，该机构展示了基于 NbTiN（氮化钛铌）超导材料的三类超导数字电源关键模块：互联（电线和通孔）、约瑟夫森结和 MIM 电容器。

imec 表示其展示的技术具有可扩展性，与标准 300mm（IT之家注：即 12 英寸）CMOS 制造技术兼容，这些超导结构还能承受传统 BEOL 后端工艺中的 420℃ 加工温度。

而在参数表现上，imec 的第一代超导数字电路较基于常规 7nm CMOS 的系统能效提高了 100 倍、性能提升了 10~100 倍。

imec 宣称其 NbTiN 互联、约瑟夫森结、MIM 电容器均满足了所设想系统的工艺规范：

imec 在 NbTiN 超导互联上采用半大马士革集成工艺构建双金属级方案，实现了低至 50nm 的导线和通孔临界尺寸，拥有高于 13K 的临界温度和大于 120 mA/μm² 的临界电流密度；

而在约瑟夫森结部分，其通过夹在两个超导 NbTiN 层之间的 aSi 非晶态硅实现了大于 2.5 mA/μm² 的临界电流密度；

imec 还展示了使用 NbTiN 电极、基于 HZO（Hf_0.5Zr_0.5O₂）材料的可调谐电容器，该电容器具有约 8 fF/μm2 的高电容密度。