La-FMD ALD -edustaja tulevaisuuden huippulogiikka- ja muistituotteille
Harvinaiset maametallit ovat tulleet suuren volyymin tuotantoon edistyneille logiikkalaitteille 32 nm:n solmun jälkeen (IBM, Samsung ja Globalfoundries – Chipworks 2010). Erityisesti Lantaanille (La) - jaksollisen taulukon lantanidisarjan nimi on toteutettu lisäaineena korkean k:n metalliportin pinossa. Lantaanioksidi (La2O3, dielektrisyysvakio ~ 27), esimerkiksi on tutkittu kahden vuosikymmenen ajan korkean k-hiladielektrisenä aineena tavanomaisen piidioksidin (SiO) korvaamiseen.2) hiladielektrisyys seuraavan sukupolven transistoreissa logiikassa sekä dynaamisissa hajasaantimuisteissa (DRAM).
Patenttihakemusten avainsanasegmentointi viimeisten 20 vuoden aikana Lantaanille ja"Atomic Layer Deposition" [Patbase-haku 15.11.2018]
Atomikerrospinnoitus on lupaavin menetelmä La-pohjaisten hilaeristeiden ultraohuiden kalvojen kasvattamiseen, ja siksi sitä on tutkittu ja tehty laajasti patenttihakemuksia viimeisen 20 vuoden aikana. T&K-työ on keskittynyt aloille, jotka liittyvät puolijohdeteollisuuden dielektrisiin ja korkean k:n dielektrisiin sovelluksiin (katso avainsanasegmentointi edellä). ALD:n itserajoittuvien pintareaktioiden mahdollistama atomikerroskerroksinen kalvon kasvu tarjoaa atomisesti tarkan kalvon paksuuden säädön, hyvän tasaisuuden suurella substraatilla ja erinomaisen mukautumisen korkean kuvasuhteen rakenteissa, kuten nykyaikaiset FinFETit ja muistikondensaattori. tyyppisiä pilarirakenteita. Toimiakseen moitteettomasti se vaatii kuitenkin ALD-prekursoreita, joilla on tiettyjä ominaisuuksia (LINKKI):
1. Riittävän haihtuvia (vähintään ~ 0.1 Torr tasapainohöyrynpaine lämpötilassa, jossa ne eivät hajoa termisesti).
2. Nopeasti höyrystyvä ja toistettavalla nopeudella (olosuhteet, jotka tavallisesti täyttyvät nestemäisille esiasteille, mutta ei kiinteille aineille).
3. Ei itsereagoivaa tai hajoavaa pinnalla tai kaasufaasissa (itsepäättyviin pintareaktioihin).
4. Erittäin reaktiivinen toisen pintaan aiemmin kiinnittyneen reagenssin kanssa, mikä johtaa suhteellisen nopeaan kinetiikkaan ja siten alhaisempiin ALD-lämpötiloihin ja sykliaikaan.
5. Haihtuvat sivutuotteet, jotka voidaan helposti puhdistaa seuraavaan puolijaksoon valmistautumiseksi.
6. Ei-syövyttävät sivutuotteet estämään kalvon syövytyksestä ja työkalun korroosiosta johtuvat epätasaisuudet.
Vuonna 2007 Intel Corporation perusti HfO:n2korkean k-portin dielektriseen pinoon 45 nm:n teknologiasolmussa. Kuitenkin puhdas HfO2kärsii matalan k:n rajapintakerroksen ongelmasta Si:n kanssa, mikä rajoittaa pienempiä ekvivalenttioksidipaksuuden (EOT) arvoja. Se myös kiteytyy helposti jopa ~500 asteen lämpötiloissa. Siksi korkean lämpöstabiilisuuden omaavia amorfisia dielektrisiä aineita etsitään edelleen ilman sisäisiä vikoja (esim. raerajoja), jos ne tarjoavat edelleen HfO:n edut2, kuten korkea dielektrisyysvakio, laaja kaistaväli ja pieni vuotovirta. Lantaanipohjaiset kolmioksidit, kuten lantaaniskandaatti (LaScO3) ja lantaanilutetiumoksidi (LaLuO3), jotka on kerrostettu ALD-prosessilla, jossa on mukana metalliamidinaattiprekursoreita, osoittavat toivottuja rakenteellisia ja sähköisiä ominaisuuksia. Itse asiassa LaLuO3on mahdollisesti paras amorfisen vaiheen hiladielektrinen dielektrisyysvakio k ~ 32. Se ei muodosta matalan k:n rajapintakerroksia Si:n kanssa, mikä mahdollistaa tehokkaan oksidin paksuuden (EOT) arvot < 1 nm merkittävästi pienellä vuotovirralla. Toinen tekijä, joka vaikuttaa alhaiseen vuotovirtaan ALD:n läpi kasvaneen ohuen LaLuO:n kautta3hiladielektrisyys on suuri kaistasiirtymä (2,1 eV) Si:n suhteen; symmetrisen johtavuuden ja valenssikaistan siirtymät johtavat yhtä suuriin vuotovirtoihin elektroniohjatuissa NMOSFET:issä ja reikäohjatuissa PMOSFET:issä. Se pysyy amorfisena eikä muodosta metalliseoksia Si:n tai Ge:n kanssa vastaavien lähteen/viemärin aktivointihehkutuksen jälkeen.
Hyvin tuoreena esimerkkinä todellisesta korkean kuvasuhteen sovelluksesta 300 mm:n kiekoilla, jotka vaativat kaikki edellä kuvatut ALD-prekursorin ominaisuudet (1-6), voimme nähdä Imecin tässä kuuluisassa IEDM-konferenssissa esittämän paperin LaSiOx-kerroksen käyttämisestä dipolina. asetettu HKMG-pinoon. Imec onnistui pinoamaan koko FinFET-etupäämoduulin "standardin" bulkkipiin FinFET-moduulin päälle, mikä osoittaa myös hyvän kynnysjännitteen virityksen, luotettavuuden ja suorituskyvyn matalassa lämpötilassa. Oletettavasti se on kerrostettu ALD-prosessilla, koska sen on pinnoitettava siivekkeet muodollisesti ja varmistettava tarkka paksuuden hallinta ja tasaisuus: IEDM2018 Paper #7.1, "Ensimmäinen 3D-pinottujen FinFETien esittely 45 nm:n ripavälillä ja 110 nm:n porttivälillä 300 mm kiekoilla", A. Vandooren et ai., Imec.
Kuten tässä ja monessa muussa tapauksessa, ALD-esiasteiden tiukat vaatimukset asettavat ne korkealaatuisten erikoiskemikaalien luokkaan - suorituskyky- tai toimintokohtaiset materiaalit tai molekyylit. Kerrostuneen kalvon ominaisuuksiin vaikuttavat voimakkaasti yksittäisen molekyylin tai formuloidun molekyyliseoksen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet sekä sen kemiallinen koostumus. Siksi se asettaa paljon paineita erittäin puhtaiden erikoiskemikaalien valmistajalle ja toimittajalle laadun, puhtauden, dokumentointimenettelyjen, asiakaspalvelun jne.
Tris(N,N'-di-i-propyyliformamidinato)lantaani(III), (99.999+%La) La-FMD on yksi La ALD:n metalliamidinaattiprekursorituotteista. Materiaali on valkoista luonnonvalkoista jauhetta. La-FMD:n kemiallinen kaava ja molekyylipaino ovat C21H45Lähiverkko6ja 520,53, vastaavasti. Rohm and Haas Electronic Materials LLC (myöhemmin Dow Chemical) raportoi La-FMD:n haihtuvimmaksi tähän mennessä tunnetuksi La-prekursoriksi. La-FMD:n aiheuttama höyrynpaine tietyssä lämpötilassa on korkeampi kuin La(Cp)3ja La(thd)3. Lisäksi Roy G. Gordon Harvardin yliopistosta raportoi, että amidinaattiprekursorit ovat termisesti stabiilimpia kuin niiden amidivastineet kelatoivan amidinaattiligandin ja MC-sidoksen puuttumisen vuoksi. La-amidinaatit ovat erittäin reaktiivisia Si-H-sidosten kanssa, mikä tuottaa paljon pienemmän pinnan kyllästymisajan ja puolestaan ALD-puolireaktion nopean itsestään päättymisen; mikä lyhentää ALD-syklin aikaa. Lisäksi La-amidinaattiprekursorit tarjoavat vetypäätteisellä Si:lla erinomaisen pintapeiton.
Alkuperä: https://www.strem.com/catalog/product_blog/160/1/strem_tarjoukset_uudet_la-fmd{{ 7}}ald_prekursori_ }muisti{16}}tuotteita