应用材料公司称新工具突破芯片电阻瓶颈

2020-08-08 20:51:27 来源: Sophie

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来源：编译自「IEEE SPECTRUM」，谢谢。

晶体管尺寸的常规缩小通常与垂直金属触点的尺寸相似，这些金属触点将器件本身连接到连接它们以形成逻辑门的布线上。

但在过去的几代中，这些钨触点的电阻已经成为性能的拖累，芯片制造商一直在关注下一代的替代材料。芯片设备供应商Applied Materials（应用材料公司）表示，他们已经开发出了一种能够逆转这种电阻问题的机器，从而提高了当今芯片的性能，并允许晶圆厂在未来继续使用钨。

图源： Applied Materials

对于目前使用最先进芯片的设备来说，“电阻是关键问题，”全球产品经理陈哲博(Zhebo Chen)表示。“有了晶体管，你就把一辆经济型汽车变成了一辆赛车，即使道路拥堵，那也没关系。”

问题的核心是，在现有的制造工艺中，钨触点必须覆盖一层氮化钛。该工艺首先在电介质层上形成一个孔以接触晶体管，然后在该电介质层和电介质表面添加一层氮化钛。下一步是使用一种称为化学气相沉积的工艺，将钨立即放在所有表面上，从氮化层向内从小孔中生长，直到小孔被填满。最后，除去钨的表面层，只留下氮化层覆盖的触点。

氮化物的作用有两方面。首先，随着接触的增加，它有助于钨粘在墙壁上，防止剥落。其次，它阻止生长过程中使用的氟污染芯片。

问题是即使接触的直径缩小了，包层的厚度却没有缩小。陈解释说，在今天的7纳米芯片中，触点只有20纳米宽，而且只有25%的体积是钨。剩下的是包层。

今年7月，Applied Materials发布了一种机器，可以使钨接触完全不覆盖层，减少了40%的电阻。这种“选择性空隙填充过程”将钨从接触孔的底部向上沉积，而不是立即在所有表面沉积。因为它使用的化学成分与之前的工艺不同，所以不需要衬垫的附着力增强，也不需要它的氟阻隔能力。然而，这个过程确实需要完全在真空中完成，所以该公司围绕一个密封系统建造了这个系统，该系统能够使芯片在不暴露于空气的情况下通过多个步骤进行移动。

尽管这台名为Endura-Volta选择性钨CVD系统的新机器是在7月份推出的，但陈说，它已经被主要制造商用于大批量生产。

陈说:“在一个300毫米的芯片上有超过100公里的钨电极接触。”“在大批量生产中做到这一点极其困难。”

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

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