Laut Reuters hat der in Santa Clara, Kalifornien, ansässige Hersteller von Werkzeugen für die Halbleiterherstellung, Applied Materials Inc. (Applied Materials Inc), am Montag eine neue Technologie eingeführt, um den Geschwindigkeitsengpass bei Computerchips zu verringern.

In dem Bericht wurde darauf hingewiesen, dass Computerchips aus Schaltern bestehen, die als Transistoren bezeichnet werden und ihnen helfen, eine digitale Logik von 1s und 0s auszuführen. Diese Transistoren müssen jedoch mit leitendem Metall verbunden sein, um elektrische Signale zu senden und zu empfangen. Dieses Metall ist normalerweise Wolfram. Chiphersteller wählen dieses Metall, weil es einen geringen Widerstand hat und es Elektronen ermöglicht, sich schnell zu bewegen.

Laut der offiziellen Pressemitteilung von Applied Materials ist die traditionelle Methode zum Füllen von Durchkontaktierungen mit Kontaktmetall zu einem wichtigen Engpass für PPAC geworden, obwohl die Entwicklung der Fotolithografietechnologie dazu beigetragen hat, die Kontaktdurchkontaktierungen von Transistoren zu reduzieren.

In der Ankündigung wurde angegeben, dass traditionell Transistorkontakte in einem Mehrschichtprozess gebildet werden. Das Kontaktloch wird zuerst mit einer Haft- und Sperrschicht aus Titannitrid ausgekleidet, dann wird eine Keimbildungsschicht abgeschieden und schließlich der verbleibende Raum mit Wolfram gefüllt, das aufgrund seines geringen spezifischen Widerstands das bevorzugte Kontaktmetall ist.

Am 7-nm-Knoten beträgt der Durchmesser des Kontaktlochs jedoch nur etwa 20 nm. Die Auskleidungssperrschicht und die Keimbildungsschicht machen etwa 75% des Volumens der Durchkontaktierung aus, während Wolfram nur etwa 25% des Volumens ausmacht. Der dünne Wolframdraht hat einen hohen Kontaktwiderstand, der zum Hauptengpass für PPAC und weitere 2D-Skalierung wird.

"Mit dem Aufkommen von EUV müssen wir einige wichtige materialtechnische Herausforderungen lösen, damit die 2D-Skalierung fortgesetzt werden kann", sagte Dan Hutcheson, Vorsitzender und CEO von VLSIresearch. Lineare Barrieremittel sind in unserer Branche zum Äquivalent von atherosklerotischen Plaque-Produkten geworden, wodurch der Chip den Elektronenfluss verliert, der zur Erzielung einer optimalen Leistung erforderlich ist. Das selektive Wolfram von Applied Materials ist der Durchbruch, auf den wir gewartet haben. ""

Berichten zufolge wird das im Verbindungsbereich benötigte Wolfram mit mehreren anderen Materialien beschichtet. Diese anderen Materialien erhöhen den Widerstand und verlangsamen die Verbindungsgeschwindigkeit. Applied Materials gab am Montag bekannt, dass es ein neues Verfahren entwickelt hat, das die Notwendigkeit anderer Materialien überflüssig macht und nur Wolfram an der Verbindung verwendet, um die Verbindung zu beschleunigen.

Applied Materials wies darauf hin, dass die selektive Wolframtechnologie (selektive Wolframtechnologie) des Unternehmens eine integrierte Materiallösung ist, die eine Vielzahl von Prozesstechnologien in der ursprünglichen Hochvakuumumgebung kombiniert, die um ein Vielfaches sauberer ist als der Reinraum selbst. Der Chip wird einer Oberflächenbehandlung auf atomarer Ebene unterzogen und ein einzigartiger Abscheidungsprozess wird verwendet, um Wolframatome selektiv in den Kontaktdurchkontaktierungen abzuscheiden, um eine perfekte Bottom-up-Füllung ohne Delaminierung, Nähte oder Hohlräume zu bilden.

Kevin Moraes, Vizepräsident des Geschäftsbereichs Halbleiterprodukte von Applied, sagte in einer Erklärung, dass die Chipmerkmale "immer kleiner geworden sind, so dass wir an die physikalischen Grenzen herkömmlicher Materialien und materialtechnischer Technologien gestoßen sind".

Applied gab an, sich für "mehrere führende Kunden weltweit" für diese Technologie angemeldet zu haben, gab jedoch deren Namen nicht bekannt.

Applied Materials startet die größte Materialrevolution in der Verbindungstechnologie seit 15 Jahren

Im Jahr 2014 führte Applied Materials die ihrer Meinung nach größte Änderung der Verbindungstechnologie seit 15 Jahren ein.

Applied Materials hat das AppliedEnduraVoltaCVDCobalt-System auf den Markt gebracht, das derzeit das einzige System ist, das Kobalt-Dünnfilme durch chemische Gasphasenabscheidung im Kupfer-Chip-Verbindungsprozess von Logikchips realisieren kann. Es gibt zwei Anwendungen von Kobaltfilmen im Kupferverfahren, Flat Liner (Liner) und Selective Cover Layer (CappingLayer), die die Zuverlässigkeit von Kupferverbindungen um eine Größenordnung erhöhen. Diese Anwendung ist die bedeutendste Änderung bei Materialien der Kupferverbindungstechnologie seit 15 Jahren.

Dr. Randhir Thakur, Executive Vice President und General Manager der Semiconductor Division of Applied Materials, erklärte: „Für Gerätehersteller, bei denen Hunderte Millionen Transistorschaltungen an den Chip angeschlossen sind, sind die Leistung und Zuverlässigkeit der Verkabelung äußerst wichtig. Mit dem Moore'schen Gesetz Mit der Weiterentwicklung der Technologie wird die Größe der Schaltung immer kleiner. Es ist notwendiger, die Lücke zu verringern, die den Betrieb des Geräts beeinträchtigt, und ein Versagen der Elektromigration zu verhindern. "Basierend auf der branchenführenden Präzision von Applied Materials Mit der Materialtechnik kann das EnduraVolta-System die Ertragsgrenze durch die Bereitstellung von CVD-basierten Flachlinern und selektiven Überzügen überwinden und unseren Kunden dabei helfen, die Kupferverbindungstechnologie auf 28 Nanometer und darunter voranzutreiben.

Der auf dem EnduraVoltaCVD-System basierende Kobaltprozess umfasst zwei Hauptprozessschritte. Der erste Schritt besteht darin, eine flache und dünne Kobaltfolie abzuscheiden. Verglichen mit dem typischen Kupferverbindungsprozess kann die Anwendung von Kobalt mehr Platz zum Füllen des begrenzten Verbindungsbereichs mit Kupfer bieten. Dieser Schritt integriert den Prozess Vorreinigung (Vorreinigung) / Barriereschicht (, PVDBarrier) / Kobaltauskleidungsschicht (CVDLiner) / Kupfersaatschicht (CuSeed) auf derselben Plattform unter Ultrahochvakuum, um die Leistung und die Ertragsrate zu verbessern .

Im zweiten Schritt wird nach dem chemisch-mechanischen Polieren von Kupfer (CuCMP) eine Schicht einer selektiven CVD-Kobaltbeschichtung abgeschieden, um die Kontaktgrenzfläche zu verbessern, wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung um das 80-fache erhöht wird.

Dr. Sundar Ramamurthy, Vizepräsident und General Manager der Abteilung für Metallabscheidungsprodukte für angewandte Materialien, erklärte: „Das einzigartige CVD-Kobaltverfahren für angewandte Materialien ist eine Lösung, die auf Materialinnovationen basiert. Diese Materialien und Verfahren wurden in den letzten zehn Jahren entwickelt. Innovationen werden von unseren Kunden akzeptiert und zur Herstellung von leistungsstarken Mobil- und Serverchips verwendet.