Prekursor ALD La-FMD untuk Produk Logik dan Memori Terkemuka Masa Depan
Unsur nadir bumi telah memasuki pembuatan volum tinggi untuk peranti logik lanjutan sejak nod 32 nm (IBM, Samsung dan Globalfoundries - Chipworks 2010). Khususnya untuk Lanthanum (La) - eponim siri lantanida dalam jadual berkala telah dilaksanakan sebagai dopan dalam timbunan pintu logam k tinggi. Lanthanum oksida (La2O3, pemalar dielektrik ~ 27), sebagai contoh, telah diterokai selama dua dekad sebagai dielektrik get k tinggi untuk penggantian silikon dioksida konvensional (SiO2) dielektrik get dalam transistor generasi seterusnya dalam logik serta dalam ingatan capaian rawak dinamik (DRAM).
Pembahagian kata kunci permohonan paten 20 tahun lepas untuk Lanthanum dan"Pemendapan Lapisan Atom" [Carian Patbase 15 November 2018]
Pemendapan lapisan atom ialah kaedah yang paling menjanjikan untuk mengembangkan filem ultra-nipis dielektrik gerbang berasaskan La dan oleh itu telah berada di bawah penyelidikan dan pemfailan permohonan paten yang meluas dalam tempoh 20 tahun yang lalu. Usaha R&D telah ditumpukan pada bidang yang berkaitan dengan aplikasi dielektrik dan dielektrik tinggi dalam industri semikonduktor (lihat pembahagian kata kunci di atas). Pertumbuhan filem lapisan demi lapisan atom yang difasilitasi oleh tindak balas permukaan yang mengehadkan diri dalam ALD menyediakan kawalan ketebalan filem yang tepat dari segi atom, keseragaman yang baik merentas substrat kawasan yang besar dan kesesuaian yang sangat baik dalam kes struktur nisbah aspek tinggi seperti FinFET moden dan kapasitor memori jenis struktur tiang. Walau bagaimanapun, untuk berfungsi dengan sempurna ia memerlukan prekursor ALD yang mempunyai sifat khusus (LINK):
1. Cukup meruap (sekurang-kurangnya ~ 0.1 Tekanan wap keseimbangan Torr pada suhu di mana ia tidak terurai secara terma).
2. Mengewap dengan cepat dan pada kadar yang boleh dihasilkan semula (keadaan yang biasanya dipenuhi untuk prekursor cecair, tetapi bukan untuk pepejal).
3. Tidak bertindak balas sendiri atau mereput pada permukaan atau dalam fasa gas (untuk tindak balas permukaan penamat sendiri).
4. Sangat reaktif dengan bahan tindak balas lain yang sebelum ini dilekatkan pada permukaan, yang menghasilkan kinetik yang agak pantas dan dengan itu menurunkan suhu ALD dan masa kitaran.
5. Hasil sampingan yang tidak menentu yang boleh dibersihkan dengan mudah untuk bersedia untuk separuh kitaran seterusnya.
6. Hasil sampingan yang tidak menghakis untuk mengelakkan ketidakseragaman akibat goresan filem dan kakisan alat.
Pada tahun 2007, Intel Corporation memperbadankan HfO2ke dalam timbunan dielektrik get tinggi pada nod teknologi 45 nm. Walau bagaimanapun, HfO tulen2mengalami masalah lapisan antara muka k rendah dengan Si, mengehadkan nilai ketebalan oksida setara (EOT) yang lebih rendah. Ia juga mudah menghablur pada suhu serendah ~500 darjah . Oleh itu, dielektrik amorfus dengan kestabilan terma yang tinggi masih dicari untuk tiada kecacatan intrinsik (contohnya sempadan butiran), dengan syarat ia masih menawarkan kelebihan HfO2, seperti pemalar dielektrik tinggi, jurang jalur lebar, dan arus bocor yang rendah. Oksida ternari berasaskan lanthanum, seperti skandat lanthanum (LaScO3) dan lanthanum lutetium oksida (LaLuO3), didepositkan oleh proses ALD yang melibatkan prekursor amidinat logam dilaporkan mempamerkan sifat struktur dan elektrik yang diingini. Malah LaLuO3berpotensi sebagai dielektrik get fasa amorf terbaik dengan pemalar dielektrik k~32. Ia tidak membentuk lapisan antara muka rendah k dengan Si yang membolehkan nilai ketebalan oksida berkesan (EOT) < 1 nm dengan arus bocor yang sangat rendah. Faktor lain yang menyumbang kepada arus kebocoran rendah merentas LaLuO nipis ALD yang ditanam3dielektrik get ialah offset jalur besar (2.1 eV) berkenaan dengan Si; pengaliran simetri dan pengimbang jalur valens menghasilkan arus kebocoran yang sama dalam NMOSFET dipacu elektron dan PMOSFET dipacu lubang. Ia kekal amorf dan tidak membentuk aloi dengan Si atau Ge selepas anil pengaktifan sumber/longkang masing-masing.
Sebagai contoh terkini bagi aplikasi nisbah aspek tinggi sebenar pada wafer 300 mm yang memerlukan semua ciri prekursor ALD yang diterangkan di atas (1 hingga 6), kita boleh melihat kertas kerja yang dibentangkan oleh Imec pada persidangan IEDM yang terkenal ini, mengenai penggunaan lapisan LaSiOx sebagai dipol. dimasukkan ke dalam timbunan HKMG. Imec berjaya menyusun modul hujung hadapan FinFET yang lengkap di atas modul FinFET silikon pukal "standard" yang menunjukkan juga penalaan voltan ambang yang baik, kebolehpercayaan dan prestasi suhu rendah. Kemungkinan besar ia telah didepositkan oleh proses ALD kerana ia perlu menyalut sirip secara konsisten dan memastikan kawalan ketebalan dan keseragaman yang tepat : Kertas IEDM2018 #7.1, "Demonstrasi Pertama FinFET Bertindan 3D pada Padang Sirip 45nm dan Teknologi Padang Gerbang 110nm pada Wafer 300mm," A. Vandooren et al, Imec.
Seperti dalam kes ini dan banyak lagi, kelayakan yang ketat untuk prekursor ALD meletakkannya dalam kategori bahan kimia khusus berkualiti tinggi - bahan atau molekul pilihan khusus prestasi atau fungsi. Sifat filem termendap sangat dipengaruhi oleh sifat fizikal dan kimia bagi satu molekul atau campuran molekul yang dirumus serta komposisi kimianya. Oleh itu, ia memberi banyak tekanan kepada pengilang dan pembekal bahan kimia khusus ketulenan tinggi dari segi kualiti, ketulenan, prosedur dokumentasi, perkhidmatan pelanggan dll.
Tris(N,N'-di-i-propylformamidinato)lanthanum(III), (99.999+%-La) La-FMD ialah salah satu produk prekursor amidinat logam untuk La ALD. Bahannya adalah serbuk putih hingga putih pudar. Formula kimia dan berat molekul La-FMD ialah C21H45Lan6dan 520.53, masing-masing. Rohm dan Haas Electronic Materials LLC(kemudian Dow Chemical) melaporkan La-FMD sebagai pelopor La paling tidak menentu yang diketahui setakat ini. Tekanan wap pada suhu tertentu yang diberikan oleh La-FMD adalah lebih tinggi daripada tekanan La(Cp)3dan La(thd)3. Lebih-lebih lagi, Roy G. Gordon dari Universiti Harvard melaporkan bahawa prekursor amidinat secara terma lebih stabil daripada rakan amida mereka kerana ligan amidinat kelat dan ketiadaan ikatan MC. La amidinat sangat reaktif dengan ikatan Si-H menghasilkan masa tepu permukaan yang lebih kecil dan seterusnya penamatan diri yang pantas bagi separuh tindak balas ALD; sekali gus memendekkan masa kitaran ALD. Juga, liputan permukaan yang sangat baik disediakan oleh prekursor La Amidinate pada Hidrogen yang ditamatkan Si.
Berasal daripada: https://www.strem.com/catalog/product_blog/160/1/strem_menawarkan_baharu_la-fmd{{ 7}}ald_prekursor_untuk_masa hadapan_terutama_logik_logik_dan{{15} }memori{16}}produk