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鎖定45nm製程 應材跨足高介電/金屬閘極領域

上網時間: 2007年08月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:閘極堆疊  高介電金屬  45nm 

半導體設備大廠美商應用材料(Applied Materials)推出三款用於45nm及更精細製程節點的先進閘極堆疊(advanced gate-stack)和相關應用的工具,向高介電(high-k)/金屬閘極(metal-gate)領域跨出了一大步。

應材正推出針對其現有單晶圓Centura平台的原子層沈積(ALD)模組。ALD模組據稱可以實現用於邏輯和記憶體元件的基於鉿(hafnium)的先進高介電材料。此外,該公司還提供其Endura平台的各種新配置,Endura平台可以實現電晶體設計中金屬閘極的開發。該公司還發表了用於高介電金屬閘極應用的新內層蝕刻工具。

這些工具旨在開發邏輯領域的兩個主要的閘極堆疊陣營─替代性閘極(replacement gate)和前閘極(gate first)。據報導,Intel正開發45nm製程節點的替代性閘極技術,而IBM則成為與之競爭的前閘極(gate-first)方案支援者。其餘的波形蝕刻流程(damascene flow)、FUSI (fully silicided,完全矽化)、MIPs (metal inserted poly-si stack,金屬插入多晶矽堆疊)等閘極堆疊提案,則已經不再是主流。

透過以上的新產品發表,應材正拓展其在新興且尚有發展空間的ALD市場版圖。除了應材,Aviza、Genus、Hitachi Kokusai、IPS、Novellus、TEL和Veeco等公司也在銷售ALD工具。一些ALD供應商的工具針對DRAM、銅阻障層/種晶層(cooper/barrier seed)、儲存市場或以上這些領域的綜合市場。

應材對ALD市場並不陌生。早在2002年,該公司就推出了針對特殊銅阻障層/種晶層應用市場的ALD工具產品線。而在這些應用中,物理層沈積(PVD)技術則排擠了對ALD的需求。

目前應材正推出其針對高介電金屬閘極市場的新ALD工具。高介電不是一種新技術。Samsung和Hynix等DRAM供應商已經在其微縮記憶體設計中採用高介電材料,做為縮小電容器尺寸的方法。DRAM製造商並已經利用ALD來實現高介電薄膜。

Samsung等公司正試圖開發以電荷儲存(charge-trapped)快閃記憶體技術為基礎的下一代NAND,電荷儲存快閃記憶體對高介電薄膜亦有所需求;ALD對生產這些薄膜不可或缺。

在邏輯領域的閘極堆疊應用市場上,則發生了根本性的變化──二氧化矽在邏輯領域的45nm製程節點風光不再,催生了對高介電和金屬閘極的需求。在45奈米及更先進製程節點,半導體元件製造商AMD、IBM、Intel、NEC等公司,正朝向高介電金屬閘極時代前進。

替閘極堆疊應用開發高介電材料的方法有很多,包括ALD、MOCVD和其它方法。應材據說將為邏輯領域的閘極堆疊應用同時提供ALD和MOCVD方法。該公司薄膜組員工Reza Arghavani表示,MOCVD是針對100~200埃(Angstrom)的較厚膜應用,而ALD則適用50埃以下的較薄膜。

為了實現高介電和金屬閘極,應材目前可提供三種工具,包括配備新型高介電模組的現有Centura平台、針對金屬閘極應用的現有Endura平台,以及用於內層蝕刻(post-etch)的新一代Carina系統。根據應材的產品介紹,該公司宣稱能夠以最低成本、用大約15個步驟開發高介電金屬閘極結構。但應材並未提供關於薄膜、生產能力和其它規格的技術細節。

在ALD部分,應材的Centura平台由4個模組:ALD、氧化、氮化以及退火(anneal)模組。e該公司的ALD模組支援10~30埃的薄膜。在金屬閘極部份,應材的Endura平台可依照需求提供不同配置;此外該公司還在其Centura平台中推出了內層蝕刻模組。而所謂的Carina產品線則是針對45nm及更先進製程節點的高介電金屬閘極技術應用。

(參考原文:Applied enters high-k/metal-gate tool market)

(Mark LaPedus)




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