Kiibitootmine: DPN plasma nitrimine

Sub -5 nm kiibitootmise protsessis on transistori värava dielektrilise kihi paksus kahanenud vähem kui 1 nanomeetrile (umbes 5 aatomkihi) . sel ajal võib tavaline ränidioksiid (SiO₂) tungida koguarvuga, mis on kogutud vett -leket. tarbimine .

Lahustatud plasma nitrimise (DPN) tehnoloogia ehitab "nano-vargusvõrku", süstides täpselt lämmastikuaatomid oksiidikihi, mis mitte ainult ei blokeeri elektroonilise lekke kanalit, vaid avab ka uue tee kiibi jõudluse jaoks .

I,Mis's Dpn?

DPN (lahutatud plasma nitridatsioon) on madala temperatuuriga plasmapinna töötlemise tehnoloogia, mille põhiprintsiip on lämmastikuaatomite süstida väravaoksiidikihi kontrollitud viisil, et moodustada lämmastikurikka liidese., erinevalt traditsioonilistest termilistest nitrimisest, "dekomplektidest".

Energia lahtiütlemine: plasma energiat kontrollitakse iseseisvalt (tavaliselt 100-500 w), et vältida suure energiatarbega osakeste kahjustamist räni substraati .

Ruumiline lahtiütlemine: plasma piirdub magnetväljaga, nii et lämmastikuaatomid rikastatakse peamiselt oksiidikihi ülemisele pinnale, mitte räni/oksiidi liidese ja kande liikuvus on kaitstud .

Peamised tehnilised näitajad:

Lämmastiku kontsentratsioon: 5-10 aatomiprotsendi täpne kontroll (üle 15% põhjustab liidese defekte) .

Paksuse piir: ultra-õhuke kile töötlemine väiksema või võrdse 10 angstromiga (1 nm) saab realiseerida, mis on vajalik protsess sub -5 nm sõlmede jaoks .

Ii .DpnProcess

Võttes näitena 28nm HKMG (kõrge k metalliivärava) protsessi, on DPN peamised sammud järgmised: Oksiidikiht kasvab räni substraadil ISSG kasvab õhukese silikoondioksiidi kihina kui nitritidiv substraadi.

Plasma nitrimine

Gaasi atmosfäär: N₂/HN3 (peamine gaas), AR (lahjendatud gaas) ja rõhk on 35-70 mTorr . plasma aktiveerimine: RF toiteallikas ({200-600 w) ioniseerib gaasi, et genereerida tugevalt reaktiivseid nitrogeen (nitrogeen {4} {4} Läbige SiO₂ pinnakiht ja moodustage lämmastikurikka tsooni 0 . 5 nm ülemise pinna piires.

Pna
Kiire lõõmutamine (600-800 kraad) samas vaakumkambris juhib lämmastikuaatomite ühtlast difusiooni, parandab võrekahjustusi ja vähendab pindade oleku tihedust .

0040-09094 kamber 200mm

Iii .DPN -il on värava nitriidimisel neli peamist rolli

1. dielektrilise konstandi suurendamine (K-väärtus): kui lämmastikuaatom asendab SiO₂ hapnikuaatomi, moodustab see Si-N-sideme (mis on polaarsem kui SI-O-side), suurendades K-väärtust 3. 9-ni, mis on otse 4.5-7.0., satub samasse Cacit. pärsib kvant tunneldamise efekti.

Värava lekkevoolu mahasurumine: 1 nm oksiidikihis vähendab dpn lämmastiku doping lekkevoolu 1000 a/cm² -lt 10 a/cm² -ni (99% vähenemine) . Põhimõte on see, et lämmastikuaatom on vajalik, et see on vajalik ühendavasse suundumisriba energiat.

3. blokeerimine dopandi difusioon: PMOS-värava booroaatomid tungivad SiO₂-le hõlpsalt tungima, mille tulemuseks on lävepinge triiv . Nitriidi kiht toimib "aatomfiltrina", vähendades boor difusiooni koefitsienti 10} ja tagab 10-aastase staadiumi pikkade vaheaegade järgi.

4. Optimize the interfacial state: By controlling the peak position of nitrogen (0.3 nm from the interface>Räni suspensiooni sideme hävitamise vältimiseks hoitakse elektronide liikuvust suureks .