Produkowalny proces/narzędzie dla bram o wysokiej zawartościκ/metalu

Oryginalny tytuł:

Manufacturable Process/Tool for high-κ/metal gate

Zawartość książki:

Moc związana z prądem upływu w stanie wyłączenia dominuje problem rozpraszania ciepła w najnowocześniejszych krzemowych układach scalonych CMOS. W niniejszym opracowaniu zajęto się tą kwestią w kontekście niedrogiej techniki przetwarzania pojedynczej płytki (SWP) przy użyciu jednego narzędzia do wytwarzania wysokodielektrycznych stosów bramek dla układów CMOS o długości fali poniżej 45 nm.

System do monowarstwowego osadzania fotoaktywnego został zmodyfikowany w celu osadzania wysokiej jakości warstw HfO2 z możliwością czyszczenia in-situ, osadzania warstw tlenkowych in-situ i wygrzewania in-situ. System został zautomatyzowany za pomocą Labview 8.2 do dostarczania gazu / prekursora, temperatury podłoża i lampy UV. Stosy złoto-tlenek hafnu-aluminium (Au-HfO2-Al) przetwarzane w tym systemie miały doskonałą jakość charakterystyki tlenku z gęstością prądu upływu bramki rzędu 1 x 10-12 A/cm2 @ 1V i maksymalną pojemnością rzędu 75 nF dla EOT=0.

39 nm. Osiągnięcie niskiej gęstości prądu upływu wraz z wysoką pojemnością wykazało doskonałą wydajność opracowanego procesu.

Przeprowadzono szczegółowe badania charakterystyk osadzania, takich jak liniowość, zachowanie nasycenia, grubość warstwy i zależność od temperatury w celu ścisłej kontroli parametrów procesu. Korzystając z projektu eksperymentów Box-Behnkena, przeprowadzono optymalizację procesu w celu uzyskania optymalnej receptury dla folii HfO2. Obróbka UV z przetwarzaniem in-situ stosów metal/wysoki dielektryk została zbadana w celu zapewnienia zmniejszonej zmienności prądu upływu bramki i pojemności.

Wykonano transmisyjną mikroskopię elektronową (TEM) o wysokiej rozdzielczości w celu obliczenia równoważnej grubości tlenku (EOT) i stałej dielektrycznej warstw. Ogólnie rzecz biorąc, niniejsze badanie pokazuje, że wytwarzanie in-situ stosów bramek MIS pozwala na niższe koszty przetwarzania, wysoką przepustowość i doskonałą wydajność urządzenia”.