如何成为一名优秀的前体在原子层淀积还不清楚。
设备和材料供应商经常谈论集成电路处理的碎片。虽然制造商的数量下降,底层的半导体市场的多样性增加了。
低功耗处理器为移动设备,非易失性内存固态磁盘,和专用的图形处理器都有不同的要求高性能、传统产业驱动的通用微处理器和后发展出。通常,这意味着,而不是单一的过程记录,说,氧化铪沉积,有很多,取决于特定设备的需求。即使是一个看似简单的问题——“铪ALD最好的前兆是什么?”——原来有一个惊人的主观回答,这取决于特定制造商的需求尽可能多的在一个特定的化合物的目标特征。
一个好的前兆挥发性足以提供足够的铪为合理流程吞吐量,但足够稳定,避免不良反应过程中工具的前体运输系统,室表面,或在吗室废水。它必须反应co-precursors -通常水或臭氧氧化铪沉积和由此产生的电影应该是免费的从颗粒和污染物。对于介质的应用程序,泄漏和介电常数是关键的材料参数。
然而特定的进程不可避免地实施权衡,迫使制造商优先考虑特定的特征。例如,闸极介电层的逻辑过程是一个非常薄层,只有几纳米厚。泄漏和污染要求对电路的整体性能至关重要。另一方面,逻辑流程通常使用单晶片或小批量沉积室。覆盖面积,必须在一个相对较小,因此所需的前体体积相对较低。
在DRAM过程中,相比之下,沉积必须填补深沟,长宽比从高达70:1 40:1。通常,沉积发生在一个大型批量反应堆。覆盖的面积要大得多,因为ALD所需的前体大量每周期。与此同时,电影质量要求一般是不严格的。
这些不同的优先级是反映在设备制造商选择的前兆。在逻辑领域,根据斯文·范·Elshocht经理Imec的薄膜沉积,制造商已经普遍采用了纤维,固体材料,氧化和水。作为固体、纤维相对较低的波动性,但它得到高质量的电影与优越的泄漏特点和非常低的污染。虽然早期退化研究发现氯污染作为一个潜在的担忧,事实证明,碳污染有机前体为实际过程提出了更严峻的挑战。影响也是稳定超过600ºC,为流程优化提供一个大窗口。
对于内存的应用程序,这张照片有点模糊。在这里,低波动性的影响是一个重要的缺点。只是马上挥发足够的前体外套DRAM流程所需的大表面积的挑战。内存制造商已经被吸引到有机液体前驱,与臭氧氧化。
在早期的氧化铪使用,这意味着TEMAH (tetrakis [ethylmethylamido]铪),使高沉积速率每周期和降低衬底依赖相对影响。然而,它的相对贫穷的热稳定性导致寻找替代品。Mohith Verghese, ASM国际的产品营销总监说,大部分的行业现在使用cyclopentadienyl-based化合物。然而,制造商之间的差异是显著的。有机化学允许制造商调整周围的配体分子的铪核心为了平衡热稳定,沉积速率和其他要求。
记忆密度持续增加,要求更严格的泄漏开车坚实的前体内存增加了兴趣,。此外,内存技术除了达利克有自己的独特要求。与非阻塞氧化物也有类似的需求后发展出和使用类似的前兆。RRAMs,另一方面,对氧含量非常敏感和电影质量有助于RRAM设备寿命。因此,RRAMs可能使用更多logic-like铪沉积过程。
通常,介电层不是纯氧化铪,,但层压板,锆或氧化铝层。每个前体的每一层都必须有兼容的化学和过程需求与所有其他层。随着氧化铪沉积过程的成熟,材料是找到额外的应用程序,从硅纳米线结构光元素。随着这些应用程序走出实验室,他们也将新的要求前体化合物。
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