La-FMD ALD forveri fyrir framtíðar leiðandi rökfræði og minnisvörur
Sjaldgæf jörð frumefni hafa farið inn í framleiðslu á háþróuðum rökfræðibúnaði frá 32 nm hnútnum (IBM, Samsung og Globalfoundries – Chipworks 2010). Sérstaklega fyrir Lanthanum (La) - samnefni lanthaníð röðarinnar í lotukerfinu hefur verið útfært sem dópefni í há-k málmhliðarstaflanum. Lantanoxíð (La2O3, rafstuðull ~ 27), til dæmis, hefur verið kannað í tvo áratugi sem há-k hlið raforku til að skipta um hefðbundið kísildíoxíð (SiO)2) hlið raforku í næstu kynslóð smára í rökfræði sem og í dynamic random access memory (DRAM).
Leitarorðaskiptingu einkaleyfisumsókna síðustu 20 ár fyrir Lanthanum og„Atomic Layer Deposition“ [Patbase leit 15. nóvember 2018]
Atómlagsútfelling er vænlegasta aðferðin til að rækta ofurþunnar filmur af La-undirstaða hlið raforku og hefur því verið í mikilli rannsókn og umsókn um einkaleyfi á síðustu 20 árum. Rannsókna- og þróunarverkefnið hefur beinst að sviðum sem tengjast raf- og hák raforkunotkun í hálfleiðaraiðnaðinum (sjá flokkun leitarorða hér að ofan). Atómalag-fyrir-lag filmuvöxtur sem auðveldar er með sjálftakmarkandi yfirborðsviðbrögðum í ALD veitir lotufræðilega nákvæma filmuþykktarstýringu, góða einsleitni yfir undirlag á stóru svæði og framúrskarandi samræmi ef um er að ræða byggingar með hátt hlutfalli eins og nútíma FinFET og minnisþétta. gerð stoðvirkja. Hins vegar, til að virka gallalaust, þarf það ALD forvera sem hafa sérstaka eiginleika (LINK):
1. Nægilega rokgjörn (að minnsta kosti ~ 0.1 Torr jafnvægisgufuþrýstingur við hitastig þar sem þeir brotna ekki niður varma).
2. Uppgufnar hratt og á endurskapanlegum hraða (skilyrði sem venjulega eru uppfyllt fyrir fljótandi forefni, en ekki fyrir fast efni).
3. Hvorki sjálfhvarfandi né brotnar niður á yfirborði eða í gasfasa (fyrir sjálflokandi yfirborðsviðbrögð).
4. Mjög hvarfgjarnt við hitt hvarfefnið sem áður var tengt við yfirborðið, sem leiðir til tiltölulega hröðrar hreyfihvarfa og þar með lægra ALD hitastig og hringrásartíma.
5. Rokgjarnar aukaafurðir sem auðvelt er að hreinsa til að undirbúa sig fyrir næstu hálfhring.
6. Óætandi aukaafurðir til að koma í veg fyrir ójafnvægi vegna filmuætingar og tæringar á tækinu.
Árið 2007 stofnaði Intel Corporation HfO2inn í há-k hlið rafstakka við 45 nm tæknihnút. Hins vegar hreint HfO2þjáist af lág-k tengilagsvandamálum með Si, sem takmarkar lægri jafngildi oxíðþykktar (EOT) gildi. Það kristallast líka auðveldlega við hitastig allt að ~500 gráður. Þess vegna eru formlaus rafefni með miklum hitastöðugleika enn eftirsótt fyrir enga innri galla (td kornamörk), að því tilskildu að þau bjóði enn upp á kosti HfO2, svo sem hár rafstuðull, breitt bandbil og lítill lekastraumur. Þríoxíð sem byggjast á lanthanum, eins og lanthanum scandate (LaScO3) og lantan lútetíumoxíð (LaLuO3), sem er afhent með ALD-ferli sem felur í sér forvera málmamidínats sýna að sögn æskilega byggingar- og rafeiginleika. Reyndar LaLuO3er hugsanlega besta myndlausa fasa hliðið dilectric með rafstuðul k~32. Það myndar ekki lág-k milliflatalög með Si sem gerir virk oxíðþykkt (EOT) gildi < 1 nm með verulega lágum lekastraumi. Annar þáttur sem stuðlar að litlum lekastraumi yfir ALD vaxið þunnt LaLuO3hlið rafmagn er stóra band-offsetið (2,1 eV) með tilliti til Si; samhverf leiðni- og gildissviðsjöfnunin leiðir til jafnra lekastrauma í rafeindadrifnum NMOSFET-tækjum og holdrifnum PMOSFET-tækjum. Það helst formlaust og myndar ekki málmblöndur með Si eða Ge eftir viðkomandi uppsprettu/rennslisvirkjun.
Sem mjög nýlegt dæmi um raunverulega notkun með háu stærðarhlutföllum á 300 mm diskum sem krefjast allra ALD forvera eiginleika sem lýst er hér að ofan (1 til 6) getum við séð greinina sem Imec kynnti á þessari frægu IEDM ráðstefnu, um notkun LaSiOx lag sem tvípól. sett í HKMG stafla. Imec tókst að stafla heill FinFET framendaeiningunni ofan á „venjulega“ magnkísil FinFET einingu sem sýnir einnig góða þröskuldsspennustillingu, áreiðanleika og lághitaafköst. Líklegast hefur það verið afhent með ALD ferli þar sem það verður að klæðast uggunum í samræmi og tryggja nákvæma þykktarstýringu og einsleitni: IEDM2018 Paper #7.1, "Fyrsta sýning á 3D stafluðum FinFETs á 45nm finpitch og 110nm Gate Pitch Technology á 300 mm oblátum," A. Vandooren o.fl., Imec.
Eins og í þessu tilviki og mörgum fleiri, setja ströng hæfni fyrir ALD forefni þá í flokk hágæða sérefna - frammistöðu eða virkni ákveðin efni eða sameindir að eigin vali. Eiginleikar filmunnar eru undir sterkum áhrifum af eðlis- og efnafræðilegum eiginleikum einnar sameindar eða samsettrar blöndu sameinda sem og efnasamsetningu hennar. Þess vegna setur það mikla þrýsting á framleiðanda og birgja sérefna með mikilli hreinleika hvað varðar gæði, hreinleika, skjalaaðferðir, þjónustu við viðskiptavini o.s.frv.
Tris(N,N'-dí-i-própýlformamídínató)lantan(III), (99.999+%-La) La-FMD er ein af forverum málmamidínats fyrir La ALD. Efnið er hvítt til beinhvítt duft. Efnaformúla og mólþungi La-FMD eru C21H45LaN6og 520,53, í sömu röð. Rohm and Haas Electronic Materials LLC (síðar Dow Chemical) greinir frá La-FMD sem rokgjarnasta La forvera sem vitað er um hingað til. Gufuþrýstingurinn við tiltekið hitastig sem La-FMD gefur er hærri en La(Cp)3og La(thd)3. Þar að auki, Roy G. Gordon frá Harvard háskóla greinir frá því að forefni amídínatsins séu hitafræðilega stöðugri en amíð hliðstæða þeirra vegna klóbindandi amídínatbindils og skorts á MC tengi. La amidinöt eru mjög hvarfgjörn með Si-H tengjum sem gefa mun styttri yfirborðsmettunartíma og aftur á móti skjóta sjálfslokun ALD hálfhvarfs; þannig að ALD hringrásartíminn styttist. Einnig er framúrskarandi yfirborðsþekju veitt af La amidinate forverum á vetnislokuðu Si.
Uppruni frá: https://www.strem.com/catalog/product_blog/160/1/strem_tilboð_nýtt_la-fmd{{ 7}}ald_forveri_fyrir_framtíðar_framleiðandi_framleiðandi_rökfræði_og{{15} }minni_vörur