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      新材料鈷(Co)如何解決接觸熱電阻問題

      來源:發表時間:2018-10-30

          目前,大多數連接的計算設備使用3D FinFET晶體管,部分由Applied Materials的技術創新實現。向FinFETs的挑戰性轉變對于繼續摩爾定律的擴展至關重要。但像往常一樣,當一個問題得到解決時,另一個問題就會出現。其中最嚴重的一個是增加接觸熱電阻。


          那么為什么如此重要且具有挑戰性?它是器件中最小的結構之一,將近距離晶體管彼此連接并連接到銅互連線的上層,如圖1所示。業界花了數年時間通過改變材料和架構來提高晶體管性能?;ミB布線也經過優化,可支持晶體管。在這兩者之間擠壓,觸點控制來自晶體管和互連到外部世界的信號流。如果該電連接的導電性不好,則會阻礙電流流動并限制性能。



          這就是為什么規劃聯系的未來是至關重要的。幾乎每個芯片制造商都在積極地努力緩解這個問題。他們了解如果它沒有得到解決那么設備試圖提升性能還有什么用處并不重要。


          為了減輕阻力,替代襯墊/屏障技術以及在10nm處轉向更多層次的更薄觸點正在實施中。設計變化的這種進展如圖2所示。但即使采用這些創新,7nm及以上的可擴展性也將極具挑戰性。



          超過25年以來,觸點中的主要導電材料是鎢(W)。但是通過縮放,W的接觸中剩余的音量較少,因此越來越難以獲得電流。接觸的一個有希望的選擇是使用新材料。上海自動化儀表三廠研究人員正在試驗用鈷(Co)代替W.

          Co作為接觸替換材料提供了主要優點,以在縮放時增加觸點的體積。它不像W那樣需要更厚的阻擋層,這為接觸(填充)材料提供了更多空間。此外,不僅僅涉及大量填充的沉積步驟 - 還有退火。Co具有更高的熱預算,使得退火成為可能,這提供了優質的,較少顆粒的填充物,沒有接縫,因此降低了總體阻力并提高了產量。

          上海自動化儀表三廠致力于幫助客戶降低接觸熱電阻。雖然用Co取代W是一個至關重要的轉變,但要實現強大的聯系還需要更多。在未來的文章中,我將介紹制作真正低電阻率7nm接觸所涉及的所有步驟和技術。


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