imec成功研发高熵合金超导体：可实现200K以上超导温度

比利时imec微电子研究中心在最近的IEEE IEDM 2024国际电子器件会议上展示了其基于铌钛氮（NbTiN）超导材料的三类超导数字电源关键模块：互联、约瑟夫森结和MIM电容器。这些技术具有可扩展性，与标准300mm CMOS制造技术兼容，并且能够承受传统BEOL后端工艺中的420℃加工温度。

据imec介绍，他们的第一代超导数字电路在性能上比基于常规7nm CMOS系统的系统能效提高了100倍、性能提高了10~100倍。此外， NbTiN超导互联、约瑟夫森结、MIM电容器均满足了所设想系统的工艺规范。

具体而言，在NbTiN超导互联上，imec采用了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，并拥有高于13K的临界温度以及大于120mA/μm2的临界电流密度。在约瑟夫森结部分，他们通过夹在两个超导NbTiN层之间的aSi非晶态硅实现了大于2.5mA/μm2的临界电流密度。另外，imec还展示了使用铌钛氮电极、基于HZO（Hf0.5Zr0.5O2）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。