
半导体先进接触应用:ALD钨W与TiN技术
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更新于2024-07-02
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"半导体Semi ALD Tungsten W和TiN在先进接触应用中的使用"
在半导体制造领域,先进接触应用是确保芯片性能的关键步骤。本文由Alex Yoon、Hongbin Fang、Amy Zhang等专家组成的团队,来自Applied Materials的Contact Meta Deposition Division,探讨了原子层沉积(Atomic Layer Deposition, ALD)技术在Tungsten (W)和TiN材料上的应用,用于满足现代存储器和逻辑设备的严格要求。
在动态随机存取内存(DRAM)和电可擦可编程只读存储器(EDRAM)的开发中,器件要求具有最小的接触孔径尺寸变化、低接触电阻以及低结漏电流,同时需要高电容且低漏电。ALD技术在此过程中扮演了重要角色,因为它能够实现无依赖于纵横比的接触前清洗、高密度接触衬底/屏障以及无缝钨填充(W plug fill),以满足这些要求。
ALD是一种新型沉积技术,特别适合在100纳米及以下节点的设备中使用。该技术通过交替引入两种反应剂,以单层一层的方式生长薄膜,从而实现对复杂三维结构的精确控制和均匀覆盖。在Tungsten(W)和TiN材料的沉积中,ALD可以确保在高纵横比接触孔内的连续、无空洞填充,这对于避免短路和提高设备可靠性至关重要。
接触过程包括多个步骤,如接触1:源/漏极(CoSix或Si)、接触2:栅极(WSix)、接触3:位线(W)以及接触4:电容器顶部电极(掺杂多晶硅)。每一步都需要精细控制的沉积工艺,以确保电性能和机械稳定性。
TiN通常用作接触孔的阻挡层,防止扩散并提供良好的粘附性。而Tungsten(W)则用于形成接触插塞,其低电阻和优秀的电导性有助于减少电路的电阻,进而提高整个芯片的性能。通过ALD技术,可以实现更薄、更均匀的TiN和W层,这在纳米级尺度上对于优化器件性能至关重要。
总结来说,ALD Tungsten W和TiN在先进接触应用中的使用,是半导体制造业中解决微小尺度下关键问题的有效解决方案,它们有助于提升半导体器件的性能、可靠性和效率,尤其在100纳米及以下的先进技术节点中。ALD技术的精确控制和无空洞沉积特性,使得它在面对日益复杂的集成电路设计挑战时,成为不可或缺的工具。
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