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但在过去的几代中,这些钨触点的电阻已经成为性能的拖累,芯片制造商一直在关注下一代的替代材料。芯片设备供应商Applied Materials(应用材料公司)表示,他们已经开发出了一种能够逆转这种电阻问题的机器,从而提高了当今芯片的性能,并允许晶圆厂在未来继续使用钨。 对于目前使用最先进芯片的设备来说,“电阻是关键问题,”全球产品经理陈哲博(Zhebo Chen)表示。“有了晶体管,你就把一辆经济型汽车变成了一辆赛车,即使道路拥堵,那也没关系。” 问题的核心是,在现有的制造工艺中,钨触点必须覆盖一层氮化钛。该工艺首先在电介质层上形成一个孔以接触晶体管,然后在该电介质层和电介质表面添加一层氮化钛。下一步是使用一种称为化学气相沉积的工艺,将钨立即放在所有表面上,从氮化层向内从小孔中生长,直到小孔被填满。最后,除去钨的表面层,只留下氮化层覆盖的触点。 氮化物的作用有两方面。首先,随着接触的增加,它有助于钨粘在墙壁上,防止剥落。其次,它阻止生长过程中使用的氟污染芯片。 问题是即使接触的直径缩小了,包层的厚度却没有缩小。陈解释说,在今天的7纳米芯片中,触点只有20纳米宽,而且只有25%的体积是钨。剩下的是包层。 今年7月,Applied Materials发布了一种机器,可以使钨接触完全不覆盖层,减少了40%的电阻。这种“选择性空隙填充过程”将钨从接触孔的底部向上沉积,而不是立即在所有表面沉积。因为它使用的化学成分与之前的工艺不同,所以不需要衬垫的附着力增强,也不需要它的氟阻隔能力。然而,这个过程确实需要完全在真空中完成,所以该公司围绕一个密封系统建造了这个系统,该系统能够使芯片在不暴露于空气的情况下通过多个步骤进行移动。 尽管这台名为Endura-Volta选择性钨CVD系统的新机器是在7月份推出的,但陈说,它已经被主要制造商用于大批量生产。 陈说:“在一个300毫米的芯片上有超过100公里的钨电极接触。”“在大批量生产中做到这一点极其困难。”
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