English
version
Задать вопрос

Новости

Все теги
Подписаться на новости

Подпишитесь на рассылку, чтобы всегда быть в курсе последних новостей в мире технологий

Вы успешно подписались!

Мы отправили вам на указанный адрес письмо со ссылкой-подтверждением.

Закрыть
6 ноября 2020

Imec представил альтернативные металлы для использования в продвинутых проводниках и межслойной металлизации

6 ноября 2020 годаimec, ведущий мировой научно-исследовательский и инновационный центр в области наноэлектроники и цифровых технологий, впервые продемонстрировал на международной конференции по технологиям межслойной металлизации (International Interconnect Technology Conference 2020) полностью электрически функциональные двухуровневые металлические межслойные соединения, изготовленные из рутения (Ru) по половинному дамасскому процессу и с использованием технологии воздушного зазора. Эти соединения имеют долгий срок службы и хорошую механическую прочность. Дополнительный анализ 12 металлических слоев подтверждает преимущества используемого половинного дамасского процесса на системном уровне с точки зрения сопротивления и ёмкости, энергопотребления и падения напряжения на активном сопротивлении. Кроме этого, рутений продемонстрирован в качестве многообещающей альтернативы для использования в контактных разъемах в средних слоях кремния на продвинутых технологических процессах. Альтернативные материалы для осуществления металлизации, такие как рутений, и альтернативные подходы к металлизации, такие как половинный дамасский процесс, интенсивно исследуются с тем, чтобы обеспечить возможности масштабирования на уровнях металлических проводников нижележащей контактной группы (BEOL) и средних слоёв кремния (MOL) и выхода на уровень 2 нм техпроцесса и ниже.

Для уровня BEOL imec предлагает использование половинного дамасского процесса в качестве альтернативы традиционному двойному дамасскому процессу. Чтобы полностью использовать потенциал половинного дамасского процесса, требуются другие металлы помимо меди (Cu) или кобальта (Co). Эти металлы могут быть нанесены без диффузионного барьера, обладают высокообъёмным сопротивлением и могут быть структурированы, например, посредством субтрактивного травления. Это позволит увеличить высоту межслойной металлизации, что в сочетании с воздушными зазорами в качестве диэлектриков должно уменьшить задержку между сопротивлением и емкостью (RC) — основным узким местом при масштабировании уровня BEOL.

Впервые Imec изготовил и снял характеристики с модуля, изготовленного по половинному дамасскому процессу с использованием 2-х уровневой металлизации, на пластинах диаметром 300 мм, для металлизации использовался рутений. Приборы, тестовые структуры которых имели 30-нанометровые контактные линии, показали воспроизводимость на уровне более 80% (без признаков короткого замыкания) и срок службы более 10 лет. Было обнаружено, что механическая стабильность структур рутения с технологией воздушных зазоров сравнима с таковой у традиционно используемой меди по двойному дамасскому процессу. Дополнительный анализ на 12-ти металлических слоях впервые выявил преимущества половинного дамасского процесса на системном уровне на техпроцессах менее 3 нм — в качестве бенчмарка использовался 64-битный процессор ARM. Жолт Токей (Zsolt Tokei), программный директор направления нанометровых межсоединений в imec отметил: «Результаты показывают, что половинный дамасский процесс в сочетании с технологией воздушного зазора не только превосходит двойной дамасский процесс по показателям частоты и площади, но также обеспечивает масштабируемый путь для дальнейших улучшений. Технология воздушного зазора демонстрирует потенциал повышения производительности на 10% при снижении энергопотребления более чем на 5%. Использование разводки с высоким аспектным отношением может снизить падение напряжение на активном сопротивлении в электропитающей сети на 10% и повысить надежность. В ближайшем будущем новый набор масок для модулей, изготавливаемых по половинному дамасскому процессу, позволит нам улучшить интеграцию этого процесса и экспериментально подтвердить прогнозируемое повышение параметров производительности».

Специалисты imec также продемонстрировали положительное влияние использования рутения в качестве альтернативного металла в усовершенствованных контактных штекерах уровня MOL в качестве замены вольфрама (W) или кобальта. Наото Хоригучи (Naoto Horiguchi), директор по технологиям КМОП-устройств в imec отметил: «Альтернативные металлы, такие как безбарьерный рутений, обладают хорошим потенциалом для дальнейшего уменьшения уровня контактного сопротивления, которое возникает в результате уменьшения площади контакта. В сравнительном исследовании imec оценила как использование рутения, так и кобальта. Результаты позволяют назвать рутений многообещающим кандидатом на замену кобальта в узких линиях уровня MOL». Было продемонстрировано, что сопротивление заполненного рутением переходного отверстия на вкладыше из нитрида титана (TiN) толщиной 0,3 нм (без барьера) превосходит аналогичный показатель переходного отверстия, заполненного кобальтом (с барьером из сплава титан-алюминий-ниобий (TaN) толщиной 1,5 нм). Было также продемонстрировано использование рутения в качестве контактного материала истока/стока с низким удельным сопротивлением, порядка 10-9 Ом*см^2/см, как на кремниевом-германиевом p-переходе (SiGe), так и на кремниевом n-переходе.

Источник

Теги
Мы в соцсетях
Задать вопрос




    ×