Sản xuất chip: DPN plasma nitriding

Trong quá trình sản xuất chip Sub -5} nM, độ dày của lớp điện môi cổng bóng bán dẫn đã giảm xuống dưới 1 nanomet (khoảng 5 lớp nguyên tử) . Tiêu thụ .

Công nghệ nitriding plasma (DPN) được tách rời xây dựng một "mạng chống trộm nano" bằng cách tiêm chính xác các nguyên tử nitơ vào lớp oxit, không chỉ chặn kênh rò rỉ điện tử, mà còn mở ra một đường dẫn mới cho hiệu suất chip.}}}}}}}

I,Cái gì's DPN?

DPN (nitrid hóa huyết tương tách rời) là một công nghệ xử lý bề mặt huyết tương nhiệt độ thấp, nguyên tắc cốt lõi là tiêm các nguyên tử nitơ vào lớp oxit cổng theo cách được kiểm soát để tạo thành một giao diện giàu nitơ .

Decoupling năng lượng: Năng lượng plasma được điều khiển độc lập (thường là 100-500 W) để ngăn chặn các hạt năng lượng cao làm hỏng chất nền silicon .}

Sự tách rời không gian: plasma được giới hạn bởi từ trường, do đó các nguyên tử nitơ chủ yếu được làm giàu trên bề mặt trên của lớp oxit thay vì giao diện silicon/oxit và khả năng vận động của chất mang được bảo vệ .

Các chỉ số kỹ thuật chính:

Nồng độ nitơ: Kiểm soát chính xác 5-10 Tỷ lệ phần trăm nguyên tử (hơn 15% sẽ gây ra lỗi giao diện) .

Giới hạn độ dày: Có thể nhận ra quá trình màng siêu mỏng hơn hoặc bằng 10 angstroms (1nm) có thể được thực hiện, đây là một quá trình cần thiết cho phụ -5 NM nút .}}}}}}}}}}}}}}

Ii .DPNPRocess

Lấy quy trình HKMG 28nm (Cổng kim loại cao) làm ví dụ, các bước chính của DPN như sau: lớp oxit phát triển trên chất nền silicon phát triển một lớp mỏng silicon dioxide làm chất nền nitriding .}}}

Nitriding huyết tương

Khí quyển khí: N₂/HN3 (khí chính), AR (khí pha loãng) được đưa ra và áp suất là 35-70 mtorr . kích hoạt plasma: nguồn cung cấp RF ({{3} W) lớp SiO₂ và tạo thành một vùng giàu nitơ trong vòng 0 . 5nm của bề mặt trên.

PNA
Ủ nhanh (600-800) trong cùng một buồng chân không điều khiển khuếch tán đồng nhất các nguyên tử nitơ, sửa chữa tổn thương mạng và giảm mật độ của trạng thái giao thoa .}

0040-09094 Chamber 200mm

Iii .Có bốn vai trò chính của DPN trong cổng nitriding

1. Tăng hằng số điện môi (giá trị k): Khi nguyên tử nitơ thay thế nguyên tử oxy trong SiO₂, nó tạo thành một liên kết Si-n (có thể tăng thêm trực tiếp triệt tiêu hiệu ứng đường hầm lượng tử.

Sự ức chế dòng rò cổng: Trong lớp oxit 1nm, pha tạp nitơ DPN làm giảm dòng rò từ 1000 A/cm² xuống còn 10 A/cm² (giảm 99%).

3. Khối khuếch tán dopant: Các nguyên tử boron của cổng PMOS dễ dàng xâm nhập vào sio₂, dẫn đến chiếu sáng điện áp ngưỡng . Lớp nitride hoạt động như một "bộ lọc nguyên tử"

4. Optimize the interfacial state: By controlling the peak position of nitrogen (0.3 nm from the interface>Để tránh các nguyên tử nitơ phá hủy liên kết huyền phù silicon, tính di động của electron được giữ lớn .