La-FMD ALD Precursor pentru viitoarele produse logice și de memorie de vârf
Elementele pământurilor rare au intrat în producția de volum mare pentru dispozitive logice avansate de la nodul de 32 nm (IBM, Samsung și Globalfoundries – Chipworks 2010). În special pentru Lantan (La) - eponimul seriei de lantanide din tabelul periodic a fost implementat ca dopant în stiva de porți metalice de înaltă k. Oxid de lantan (La2O3, constanta dielectrică ~ 27), de exemplu, a fost explorată timp de două decenii ca un dielectric de poartă high-k pentru înlocuirea dioxidului de siliciu convențional (SiO2).2) dielectric de poartă în tranzistoarele de generație următoare în logică, precum și în memoriile dinamice cu acces aleator (DRAM).
Segmentarea cuvintelor cheie a cererilor de brevet din ultimii 20 de ani pentru Lanthanum și„Depunerea stratului atomic” [Patbase search 15 noiembrie 2018]
Depunerea stratului atomic este cea mai promițătoare metodă de creștere a peliculelor ultra-subțiri de dielectrici de poartă pe bază de La și, prin urmare, a fost supusă cercetării și depunerii ample de cereri de brevet în ultimii 20 de ani. Efortul de cercetare și dezvoltare s-a concentrat pe domenii legate de aplicații dielectrice și dielectrice de înaltă k în industria semiconductoarelor (vezi segmentarea cuvintelor cheie mai sus). Creșterea filmului atomic strat cu strat, facilitată de reacțiile de suprafață autolimitate în ALD, oferă un control atomic precis al grosimii filmului, o uniformitate bună pe un substrat cu suprafață mare și o conformitate excelentă în cazul structurilor cu raport de aspect ridicat, cum ar fi FinFET-urile moderne și condensatorul de memorie. structuri de tip stâlp. Cu toate acestea, pentru a funcționa impecabil, este nevoie de precursorii ALD care au proprietăți specifice (LINK):
1. Suficient de volatile (cel puţin ~ 0.1 Torr presiunea vaporilor de echilibru la o temperatură la care nu se descompun termic).
2. Vaporizare rapidă și la o viteză reproductibilă (condiții care sunt de obicei îndeplinite pentru precursorii lichizi, dar nu și pentru solide).
3. Nu se auto-reacționează sau se descompune la suprafață sau în fază gazoasă (pentru reacții de suprafață care se autotermină).
4. Foarte reactiv cu celălalt reactant atașat anterior la suprafață, ceea ce are ca rezultat o cinetică relativ rapidă și, astfel, temperaturi ALD și timpii de ciclu mai mici.
5. Produse secundare volatile care pot fi purjate cu ușurință pentru a se pregăti pentru semiciclul următor.
6. Produse secundare necorozive pentru a preveni neuniformitățile datorate gravării filmului și coroziunii instrumentului.
În 2007, Intel Corporation a încorporat HfO2în stiva dielectrică de poartă high-k la nodul tehnologic de 45 nm. Cu toate acestea, HfO pur2suferă de o problemă a stratului de interfață k scăzut cu Si, limitând valorile mai mici ale grosimii echivalentelor de oxid (EOT). De asemenea, cristalizează ușor la temperaturi de până la ~500 de grade. Prin urmare, dielectricii amorfi cu stabilitate termică ridicată sunt încă căutați fără defecte intrinseci (de ex. limitele de cereale), cu condiția să ofere în continuare avantajele HfO2, cum ar fi constantă dielectrică ridicată, bandă interzisă largă și curent de scurgere scăzut. Oxizii ternari pe bază de lantan, cum ar fi scandat de lantan (LaScO3) și oxid de lantan lutețiu (LaLuO3), depozitate prin procedeul ALD care implică precursori de amidinat metalic prezintă proprietăți structurale și electrice de dorit. De fapt LaLuO3este potențial cel mai bun dielectric de poartă de fază amorfă cu constantă dielectrică k ~ 32. Nu formează straturi interfațiale cu joasă k, ceea ce permite valori ale grosimii efective a oxidului (EOT) < 1 nm cu un curent de scurgere semnificativ scăzut. Un alt factor care contribuie la curentul scăzut de scurgere prin ALD a crescut subțire LaLuO3dielectricul de poartă este decalajul mare al benzii (2,1 eV) în raport cu Si; conducția simetrică și decalajele benzii de valență duc la curenți de scurgere egali în NMOSFET-uri conduse de electroni și PMOSFET-uri conduse de orificii. Rămâne amorf și nu formează aliaje cu Si sau Ge după recoacerile respective de activare sursă/dren.
Ca un exemplu foarte recent de aplicație reală cu raport de aspect ridicat pe wafer-uri de 300 mm care necesită toate caracteristicile precursoarelor ALD descrise mai sus (1 la 6) putem vedea lucrarea pe care Imec a prezentat-o la această celebră conferință IEDM, despre utilizarea unui strat LaSiOx ca dipol. introduse în stiva HKMG. Imec a reușit să stivuească modulul frontal complet FinFET peste un modul FinFET de siliciu „standard” în vrac, demonstrând, de asemenea, o bună reglare a tensiunii de prag, fiabilitate și performanță la temperatură scăzută. Cel mai probabil, a fost depus printr-un proces ALD, deoarece va trebui să acopere în mod conform aripioarele și să asigure controlul precis al grosimii și uniformitatea: IEDM2018 Paper #7.1, „Prima demonstrație a FinFET-urilor stivuite 3D la o pasă a aripioarelor de 45 nm și tehnologia Gate Pitch de 110 nm. pe napolitane de 300 mm", A. Vandooren et al, Imec.
Ca și în acest caz și în multe altele, calificările stricte pentru precursorii ALD îi plasează în categoria produselor chimice de specialitate de înaltă calitate - materialele sau moleculele specifice performanței sau funcției alese. Proprietățile filmului depus sunt puternic influențate de proprietățile fizice și chimice ale unei singure molecule sau ale unui amestec formulat de molecule, precum și de compoziția sa chimică. Prin urmare, pune multă presiune asupra producătorului și furnizorului de produse chimice de specialitate de înaltă puritate în ceea ce privește calitatea, puritatea, procedurile de documentare, serviciul pentru clienți etc.
Tris(N,N'-di-i-propilformamidinato)lantan(III), (99.999+%-La) La-FMD este unul dintre precursorii de amidinat metalic pentru La ALD. Materialul este o pulbere albă până la aproape albă. Formula chimică și greutatea moleculară a La-FMD sunt C21H45LaN6și, respectiv, 520,53. Rohm și Haas Electronic Materials LLC (ulterior Dow Chemical) raportează La-FMD ca fiind cel mai volatil precursor La cunoscut până acum. Presiunea vaporilor la o anumită temperatură transmisă de La-FMD este mai mare decât cea de La(Cp)3și La(thd)3. Mai mult, Roy G. Gordon de la Universitatea Harvard raportează că precursorii amidinatului sunt mai stabili din punct de vedere termic decât omologii lor amidici din cauza ligandului amidinat chelat și absenței legăturii MC. Amidinații La sunt foarte reactivi cu legături Si-H, producând un timp de saturație a suprafeței mult mai mic și, la rândul său, auto-terminarea rapidă a semireacției ALD; scurtând astfel timpul ciclului ALD. De asemenea, o acoperire excelentă a suprafeței este asigurată de precursorii amidinatului La pe Si terminat cu hidrogen.
Origine de la: https://www.strem.com/catalog/product_blog/160/1/strem_oferte_nou_la-fmd{{ 7}}ald_precursor_pentru_logica{_de vârf_de vârf_viitoare_și{{15} produse de }memorie_