Hersteller von Halbleiterausrüstungen haben bekannt gegeben, dass die Werkstofftechnik technologische Fortschritte erzielt hat, die die Chipleistung im Zeitalter von Big Data und künstlicher Intelligenz (AI) beschleunigen können.Angewandte Materialien zeigen, dass die wichtigsten Metallmaterialien der ersten Transistorkontakte und -drähte in den letzten 20 Jahren aufgehoben werden können. Der Hauptleistungsengpass bei Nano-Wafer- und Wafer-Prozessen, da die elektrische Leistung von Wolfram (W) in Transistorkontakten und der lokale Metalldrahtprozess von Kupfer (Cu) die physikalische Grenze erreicht haben, die ein Flaschenhals für den FinFET ist. Chip-Designer können Wolfram und Kupfer durch Kobalt (Co) -Metall unter 7 Nanometer ersetzen, um die Chipleistung um 15% zu erhöhen.
Kobalt kann verwendet werden, um den Prozess der Metallabfüllung in fortgeschrittenen Prozessen zu optimieren, und der Prozess schrumpft unter 7 Nanometer.
Wolfram und Kupfer sind wichtige Metallmaterialien, die in fortgeschrittenen Prozessen verwendet werden. Jedoch haben Wolfram und Kupfer eine schlechte Haftung an der Isolierschicht. Daher ist eine Auskleidungsschicht erforderlich, um die Haftung zwischen dem Metall und der Isolierschicht zu erhöhen Die Kupferatome diffundieren in die Isolierschicht und beeinflussen die elektrischen Eigenschaften des Chips, es muss eine Sperrschicht existieren.
Wie unten gezeigt, mit dem 20 nm-Prozess Mikrofilm, Wolfram Kontakt zwischen dem Verbindungskanal (bezeichnet als ein Metalldraht und Kontakt Transistoren, da die tatsächliche Form eines sehr enge Kontakt zylindrische Kegel ist, und deshalb bezieht sich allgemein auf den CD-Kontakt Kontaktdurchmesser) Prozess, beispielsweise in den CD-Kontakt 20 nm, 8 nm Barrier entfallen, ist die tatsächliche Kontaktmetallschicht 12 nm (Metallfüllung 8 nm + Nukleation 4 nm), Kontakt CD 10 nm, ist die Metallschicht tatsächlich nur 2 Nanometer um dort den CD Kontaktaufnahmeraum zu schätzen, wird zu diesem Zeitpunkt zu einem Engpaß Metall Füllvorgangs miniature Fall 20180702-Material-1 Kontakt aus Wolfram (Quelle keine Metallschicht 8 nm, und die Schichtdicke der Barriereschicht sein: .. verwendete Materialien ; Fertigstellung: Tuoba Research Institute)
Wenn die gleiche 10-nm-Kontakt-CD jedoch Kobalt verwendet (wie unten gezeigt), beträgt die Sperrschicht nur 4 Nanometer, während die tatsächliche Metallschicht 6 Nanometer groß ist, was unter 7 Nanometern im Vergleich zu Wolfram mehr Potential hat. 2Kobalt-Kontakt-Metall-Füllgehäuse (Quelle: Applied Materials; Fertigstellung: Tuoba Research)
Die Revolution bei den Metallwerkstoffen wird die Forschungs- und Entwicklungsrichtung der chinesischen Halbleiterausrüstung beeinflussen
Chinas Halbleiter-Ausrüstung zu ätzen, Film und CMP schnellstes Tempo der Entwicklung, wird dieser Abschnitt bricht in die Mainstream-Hersteller Produktionslinie, zertifiziert und damit Massenproduktionsdaten für das Ziel, zu dem vorderen Abschnitt in den langfristigen Prozess der fortgeschrittenen Transistortechnologie etabliert das Ziel ist ganz klar, aber im Vergleich zu der internationalen Mainstream-Halbleiter-Anlagen Hersteller technischen Ebene, Chinas Halbleiter-Equipment-Hersteller sind immer noch Anhänger der Rolle, so dass ein Trend Wolfram, Kobalt und Kupfer hergestellt ist zu ersetzen, wird es Chinas Halbleiter-Equipment-Hersteller insbesondere, Ätzen, Dünnfilm und den CMP beeinflussen Forschung und Entwicklung Richtung.