ALD技术半g工艺领域发展、应?/span>
德国DIASU外温仪在ALD生中的应用
׃低温沉积、薄膜纯度以及绝佌盖率{固有优点,ALDQ原子层淀U)技术早?1世纪初即开始应用于半导体加工制造。DRAM电容的高k介电质沉U率先采用此技术,但近来ALD在其它半g工艺领域也已发展出愈来愈q泛的应用?/span>
高k闸极介电质及金属闸极的ALD沉积对于先进逻辑晶片已成为标准,q且该技术正用于沉积间隔定义的双倍暨四倍光dPSDDP、SDQPQ,用以推广传统润式微q使用以界定高密度逻辑暨记忆体设计的最特征尺寸。本产业正在转换Cl结构,q而导致关键薄膜层对ALD的需求?/span>
q去在^面元件中虽可使用几个PVD与CVD步骤Q但闸极堆叠的观点而言Q过渡到FinFET元g需要全方位的ALD解决Ҏ。FinFET大小寸及控制关键元件参数对后闸极(gate lastQ处理的需求按14nm制程需用到全ALD层。有的是,使用FinFET减缓了效能提升对介电质EOT~放的需求,q且可用较缓慢的速度调整闸极介电质厚度?/span>
二氧化铪QHfO2Q的厚度对于最C代的元g已羃至15埃以下,再进一步的物理~放会D层Ş成不完全Q对于二氧化铪的~放Q?0?2埃似乎已辑ֈ极限。然而,利用能提升闸极堆叠k值ƈ且能使用实体较厚层之d元素Q本材料可预期gl用于更多代工艺,借以降低IK漏电?/span>
FinFET军_^面结构中某些关键整合N的有效方式,其是控制短通道效应以及使用L杂或无掺杂通道控制随机掺杂扰动。然而,对于先进制程节点Q鳍部宽度已低于微媄限制q且需要ALD层以供间隔定义之双倍光dL定(SDDPQ鳍部结构?/span>
U缘_糙度和CD圴匀度在鳍部定义中扮演关键的角色Q鳍部变异会使元件或晶圆之间的界电压生扰动。必L效控刉部的蚀M在最化鳍部高度变异的同时晶体损害降到最低。由于邻q鳍部的阴媄效应会对d布植技术造成影响Q鳍部的均匀掺杂会有挑战性。电掺杂也有类似问题?/span>
鳍部做成锥状可以解军_q问题,q同时解册盖性闸极介电质与金属沉U的忧虑Q但下一代最l仍需要利用高掺杂、一致性、ALD层之固态掺杂之cȝ新颖Ҏ以持l羃N部?/span>
在FinFET、多闸极元g中,Fin的侧边与上部Z动通道区。因此,高k闸极介电质与金属闸极必须以最厚度及物理Ҏ变异予以沉U于鳍部。变异将D甉|体彼此之间生界电压变异和效能变异Q或佉K部的甉|承蝲能力降低。另外,闸极接点金属必须寚w极腔提供无空隙填充物。逐层ALD沉积快速地成ؓ解决q些问题的唯一技术?/span>
在标准^面替换闸极技术中Q金属闸极堆叠已由ALD、PVD以及CVD金属层的l合所l成。ALD用于覆盖性关键阻障物QcriTIcal barrierQ与功函敎ͼwork funcTIonQ设定层Q而传lPVD和CVD用于沉积U金属给低电ȝ闸极接点?/span>
随着FinFET之类三维l构的出玎ͼ全方位ALD解决Ҏ对于介电质、阻挡层与work funcTIon讑֮层以及闸极接点具有关键性。最大热预算持箋压低Q且理论上金属沉U必d低于500℃的温度下进行。纯金属之热ALD于此温度范围h挑战性,以及大部份将于此温度形成U金属的母材q不E_Q会在沉U期间把杂质混入金属内?/span>
然而,甉|增强型ALDQPEALDQ的使用极具优势Q因此这一技术能以入最杂质的方式q行U金属之低温沉积。直接或q端甉|两者皆可用于沉U纯金属Q但靠近闸极Z用电仍留有某些忧虑。本产业持箋评估不同低温金属母材用以对藉由ALD沉积U金属提供一个适用于所有温度的解决Ҏ?/span>
三维架构和较低热预算的结合对于特定关键薄膜沉U应用将需要由CVD与PVDUdALD。在传统PVD与CVD技术领域中Q我们已观察到对ALD替代的强烈关注。在不久的将来,可完全预期ALD扩展至MEOL与BEOL的应用。ALD母材的开发至关重要,其是在金属沉积I间中,以供交付Ҏ与PVD/CVD基线效能匚w的薄膜?/span>
除了保ALD母材h_的反应性,母材的稳定度与蒸气压力具有关键性。若ALD大量取代传统的PVD和CVD技术,未来ALD母材的开发在化学供应商、设备制造商以及元g刉商之间需密切配合Q以保q些薄膜能以可再生、生产保证的方式沉积?/span>
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