Les fabricants d'équipements semi-conducteurs ont annoncé que l'ingénierie des matériaux a permis d'accélérer les performances des puces à l'ère du Big Data et de l'Intelligence Artificielle (IA) et que la transformation des principaux matériaux métalliques des premiers contacts et fils des premiers 20 ans peut être levée. Les performances électriques du tungstène (W) dans les contacts à transistors et le processus de fil de terminaison local du cuivre (Cu) ont approché la limite physique, ce qui constitue un goulot d'étranglement pour que FinFET fonctionne pleinement. Les concepteurs de puces peuvent remplacer le tungstène et le cuivre par du cobalt (Co) métallique en dessous de 7 nanomètres pour augmenter les performances de la puce de 15%.
Le cobalt peut être utilisé pour optimiser le processus de remplissage des métaux dans les processus avancés, et le processus se rétrécit en dessous de 7 nanomètres.
Le tungstène et le cuivre sont des matériaux métalliques importants utilisés dans les procédés avancés, mais le tungstène et le cuivre ont une mauvaise adhérence sur la couche isolante, ce qui nécessite une couche de revêtement pour augmenter l'adhérence entre le métal et la couche isolante. Les atomes de cuivre diffusent dans la couche isolante et affectent les propriétés électriques de la puce, une couche barrière doit exister.
Comme on le voit ci-dessous, le procédé microfilm, le tungstène contact entre le canal de liaison 20 nm (appelé un fil métallique et des transistors de contact, étant donné que la forme réelle est très proche de contact cône cylindrique, et se réfère donc généralement au contact CD procédé de diamètre de contact), par exemple, dans le CD de contact 20 nm, 8 nm Barrière représenté, la couche métallique réelle de contact 12 nm (métal de remplissage de 8 nm + Nucléation 4 nm), contact CD 10 nm, la couche de métal est en fait seulement 2 nanomètres afin d'estimer le CD de contact espace de réception, il y aura pas de couche métallique 8 nm, et l'épaisseur de couche de la couche d'arrêt à ce moment-devenue un processus de remplissage de métal de goulot d'étranglement du boîtier miniature 20180702 matériau-1 contact de tungstène (Source: .. matériaux appliqués Finition: Institut de recherche Tuoba)
De la même manière, cependant, si 10 nm de contact cobalt CD (ci-dessous), ladite couche de barrière seulement 4 nm, alors que la couche métallique réelle 6 nm, plus de potentiel par rapport au tungstène dans le processus de développement continu 7 nm. 20180702-Material- cas n ° 2 remplissage métallique de cobalt de contact (Source: matériaux appliqués; finition: la production de topologie et de la recherche).
changements de matériaux métalliques auront une incidence sur la direction du développement des équipements semi-conducteurs de la Chine
Actuellement, les équipements semi-conducteurs chinois sont les plus rapides dans le développement de la gravure, des films minces et des CMP, pour entrer dans la chaîne de production traditionnelle, obtenir la certification et établir des données de production de masse. L'objectif est clair, mais les constructeurs d'équipements semi-conducteurs chinois sont toujours suivis: le cobalt remplace le tungstène et le cuivre, ce qui affectera les fabricants chinois d'équipements semi-conducteurs, notamment les gravures, les films minces et les CMP. Direction de recherche et développement.