Volgens Reuters heeft de in Santa Clara, Californië gevestigde fabrikant van halfgeleiderproductiegereedschappen, Applied Materials Inc. (Applied Materials Inc), maandag een nieuwe technologie geïntroduceerd om het snelheidsknelpunt van computerchips te verminderen.

Het rapport wees erop dat computerchips bestaan ​​uit schakelaars die transistors worden genoemd en die hen helpen bij het uitvoeren van digitale logica van 1 en 0. Maar deze transistors moeten worden verbonden met geleidend metaal om elektrische signalen te verzenden en te ontvangen. Dit metaal is meestal wolfraam. Chipfabrikanten kiezen voor dit metaal omdat het een lage weerstand heeft en elektronen snel laat bewegen.

Volgens het officiële persbericht van Applied Materials, hoewel de ontwikkeling van fotolithografische technologie heeft bijgedragen aan het verminderen van de contactdoorgangen van transistors, is de traditionele methode om via's te vullen met contactmetaal een belangrijk knelpunt geworden voor PPAC.

De aankondiging verklaarde dat traditioneel transistorcontacten worden gevormd in een meerlagig proces. Het contactgat wordt eerst bekleed met een adhesie- en barrièrelaag gemaakt van titaniumnitride, vervolgens wordt een nucleatielaag afgezet en tenslotte wordt de resterende ruimte gevuld met wolfraam, wat het voorkeurscontactmetaal is vanwege zijn lage soortelijke weerstand.

Maar bij het 7nm-knooppunt is de diameter van het contactgat slechts ongeveer 20nm. De voeringbarrièrelaag en de nucleatielaag nemen ongeveer 75% van het volume van de via voor hun rekening, terwijl wolfraam slechts ongeveer 25% van het volume uitmaakt. De dunne wolfraamdraad heeft een hoge contactweerstand, die het belangrijkste knelpunt zal worden voor PPAC en verdere 2D-schaalverdeling.

"Met de komst van EUV moeten we enkele belangrijke uitdagingen op het gebied van materiaaltechniek oplossen om 2D-schaalvergroting mogelijk te maken", zegt Dan Hutcheson, voorzitter en CEO van VLSIresearch. Lineaire barrièremiddelen zijn het equivalent geworden van atherosclerotische plaqueproducten in onze branche, waardoor de chip de elektronenstroom verliest die nodig is om optimale prestaties te bereiken. Het selectieve wolfraam van Applied Materials is de doorbraak waar we op hebben gewacht. "

Volgens rapporten wordt het wolfraam dat nodig is in het verbindingsgebied bedekt met verschillende andere materialen. Deze andere materialen verhogen de weerstand en vertragen de verbindingssnelheid. Applied Materials zei maandag dat het een nieuw proces heeft ontwikkeld dat de noodzaak voor andere materialen elimineert en dat alleen wolfraam wordt gebruikt bij de verbinding om de verbinding te versnellen.

Applied Materials wees erop dat de selectieve wolfraamtechnologie van het bedrijf (selectieve wolfraamtechnologie) een geïntegreerde materiaaloplossing is die een verscheidenheid aan procestechnologieën combineert in de oorspronkelijke hoogvacuümomgeving, die vele malen schoner is dan de cleanroom zelf. De chip wordt onderworpen aan een oppervlaktebehandeling op atomair niveau en een uniek depositieproces wordt gebruikt om wolfraamatomen selectief af te zetten in de contactopeningen om een ​​perfecte bottom-up vulling te vormen zonder delaminatie, naden of holtes.

Kevin Moraes, vice-president van Applied's divisie halfgeleiderproducten, zei in een verklaring dat chipkenmerken "kleiner en kleiner zijn geworden, zodat we de fysieke grenzen van conventionele materialen en materiaaltechnologie hebben bereikt."

Applied zei dat het zich heeft aangemeld bij "meerdere toonaangevende klanten wereldwijd" voor deze technologie, maar hun namen niet bekend heeft gemaakt.

Applied Materials lanceert de grootste materiaalrevolutie in interconnect-technologie in 15 jaar

In 2014 introduceerde Applied Materials wat volgens hen de grootste verandering in interconnectietechnologie in 15 jaar is.

Applied Materials heeft het AppliedEnduraVoltaCVDCobalt-systeem gelanceerd, dat momenteel het enige systeem is dat dunne kobaltfilms kan realiseren door middel van chemische dampafzetting in het koperen verbindingsproces van de logische chip. Er zijn twee toepassingen van kobaltfilm in het koperproces, platte voering (voering) en selectieve deklaag (CappingLayer), die de betrouwbaarheid van koperen verbindingen met een orde van grootte vergroten. Deze toepassing is de belangrijkste verandering in materialen voor koperen interconnectietechnologie in 15 jaar.

Dr. Randhir Thakur, Executive Vice President en General Manager van de Semiconductor Division of Applied Materials, merkte op: “Voor fabrikanten van apparaten, met honderden miljoenen transistorcircuits die op de chip zijn aangesloten, zijn de prestaties en betrouwbaarheid van de bedrading uiterst belangrijk. Met de wet van Moore Met de vooruitgang van de technologie wordt de omvang van het circuit steeds kleiner, het is meer noodzakelijk om de kloof die de werking van het apparaat beïnvloedt te verkleinen en elektromigratiestoringen te voorkomen. "Gebaseerd op de toonaangevende precisie van Applied Materials materiaaltechnologie, kan het EnduraVolta-systeem de opbrengstgrens overwinnen door op CVD gebaseerde flatliners en selectieve overlays te leveren, en onze klanten te helpen de koperinterconnectietechnologie te verbeteren Tot 28 nanometer en lager.

Het kobaltproces op basis van het EnduraVoltaCVD-systeem omvat twee hoofdprocesstappen. De eerste stap is het afzetten van een platte en dunne kobaltfolie. Vergeleken met het typische koperinterconnectieproces kan de toepassing van kobalt meer ruimte bieden voor het vullen van het beperkte interconnectiegebied met koper. Deze stap integreert de pre-clean (Pre-clean) / barrièrelaag (, PVDBarrier) / cobalt voeringlaag (CVDLiner) / koperzaadlaag (CuSeed) proces op hetzelfde platform onder ultrahoog vacuüm om de prestaties en opbrengst te verbeteren .

In de tweede stap, na het koperchemisch mechanisch polijsten (CuCMP), wordt een laag selectieve CVD-kobaltcoating afgezet om de contactinterface te verbeteren, waardoor de betrouwbaarheid van het apparaat met 80 keer wordt vergroot.

Dr. Sundar Ramamurthy, Vice President en General Manager van de Metal Deposition Products Division of Applied Materials, merkte op: “Het unieke CVD-kobaltproces van Applied Materials is een oplossing gebaseerd op materiaalinnovatie. Deze materialen en processen zijn de afgelopen tien jaar ontwikkeld. Innovatie wordt door onze klanten geaccepteerd en gebruikt om hoogwaardige mobiele en serverchips te vervaardigen.