تصنيع الرقائق: Nitriding DPN Plasma

في عملية تصنيع رقاقة Sub -5 nm ، تقلصت سمك الطبقة العازلة بوابة الترانزستور إلى أقل من 1 نانومتر (حوالي 5 طبقات ذرية) . في هذا الوقت ، يتصرف السيليكا التقليدية (Sio₂) مثل الحجاب الرقيق للتسرب المائي ، وتسرب السلطة الناتجة عن إجمالي التنيل. الاستهلاك .

تقوم تقنية Nitriding Nitriding (DPN) المنفصلة بإنشاء "شبكة مضادة للسرقة نانو" عن طريق حقن ذرات النيتروجين بدقة في طبقة الأكسيد ، والتي لا تمنع فقط قناة التسرب الإلكتروني ، ولكنها تفتح أيضًا مسارًا جديدًا لأداء الرقائق .

I,ماذا's DPN؟

DPN (نترعة البلازما المنفصلة) هي تقنية معالجة سطح البلازما منخفضة درجة الحرارة ، والتي يتمثل المبدأ الأساسي في حقن ذرات النيتروجين في طبقة أكسيد البوابة بطريقة يتم التحكم فيها لتشكيل واجهة غنية بالنيتروجين . على عكس النترنج الحراري التقليدي ، فإن "decoupling" تتساقط في:

فصل الطاقة: يتم التحكم في طاقة البلازما بشكل مستقل (عادةً 100-500 w) لمنع جزيئات الطاقة العالية من إتلاف الركيزة السيليكون .

الفصل المكاني: يقتصر البلازما على حقل مغناطيسي ، بحيث يتم تخصيص ذرات النيتروجين بشكل أساسي على السطح العلوي لطبقة الأكسيد بدلاً من واجهة السيليكون/الأكسيد ، ويتم حماية حركة الناقل .

المؤشرات الفنية الرئيسية:

تركيز النيتروجين: التحكم الدقيق لـ 5-10 النسبة المئوية الذرية (أكثر من 15 ٪ سيؤدي إلى عيوب واجهة) .

الحد الأقصى للسماكة: يمكن تحقيق معالجة أفلام رقيقة للغاية أقل من أو تساوي 10 أنجستروم (1 نانومتر) ، وهي عملية ضرورية للعقد الفرعية-5 nm .

II .DPNPروكس

أخذ عملية HKMG 28nm (بوابة معدنية عالية k) كمثال ، فإن الخطوات الرئيسية لـ DPN هي كما يلي: تنمو طبقة الأكسيد على ركيزة السيليكون ISSG تنمو طبقة رقيقة من ثاني أكسيد السيليكون كركيزة نيترنج .

نيترنج البلازما

غاز الغاز: يتم إدخال الغازات الغازية: N₂/Hn3 (الغاز الرئيسي) ، AR (الغاز المخفف) ، والضغط هو 35-70 mtorr . تنشيط البلازما: RF Power Supply (200-600 W) طبقة SiO₂ وتشكل منطقة غنية بالنيتروجين داخل 0 . 5 نانومتر من السطح العلوي.

PNA
الصلب السريع (600-800) في نفس غرفة الفراغ يدفع الانتشار الموحد لذرات النيتروجين ، ويصلح أضرار الشبكة ، ويقلل من كثافة الحالة البينية .

0040-09094 غرفة 200 مم

III .هناك أربعة أدوار رئيسية لـ DPN في Gate Nitriding

1. زيادة ثابت العزل الكهربائي (قيمة k): عندما تحل ذرة النيتروجين محل ذرة الأكسجين في sio₂ ، فإنها تشكل رابطة si-n (والتي تكون أكثر قطبية من رابطة Si-O) ، مما يزيد من السمك الكئيب ، مما يزيد من السمك العالي ، والتي يمكن أن تكون متزايدة بشكل عام 20. يقمع تأثير النفق الكمومي.

القمع الحالي لتسرب البوابة: في طبقة أكسيد 1 نانومتر ، يقلل المنشطات النيتروجينية DPN من تيار التسرب من 1000 a/cm² إلى 10 a/cm² (انخفاض 99 ٪) . المبدأ هو أن ذرة النيتروجين ترفع حاجز طاقة connuction من sio₂ ، والحاجة إلى الطاقة الإلكترونية.

3. منع انتشار Dopant: ذرات البورون لبوابة PMOS تخترق بسهولة sio₂ ، مما يؤدي إلى انجراف الجهد العتبة . طبقة النيتريد بمثابة "مرشح ذري"}

4. Optimize the interfacial state: By controlling the peak position of nitrogen (0.3 nm from the interface>لتجنب ذرات النيتروجين من تدمير رابطة تعليق السيليكون ، يتم الحفاظ على تنقل الإلكترون .