先柵極還是后柵極 業界爭論高K技術
消除SiO2界面層方面,在去年12月份舉辦的IEDM會議上,科學家們發布了多篇有關如何消除SiO2界面層的文章(ZIL:zero interface layer),其中IBM的Fishkill技術聯盟也公布了自己的方案,并宣稱這種方案將在自己的gate-first 32/28nm制程中使用。(圖3)
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/111062.htm耶魯大學的T.P. Ma教授表示,ZIL技術雖然非常吸引人,但通常需要使用高溫工步來消除SiO2界面層,而gate-first工藝制作的柵極則正好能夠承受這種高溫,所以這項技術對采用gate-first工藝的廠商比較有利。他認為,按照他的理解,ZIL技術的實現需要使用“高溫化學反應”來有效地去除柵極結構中殘留的SiO2界面層,這樣這項工藝對使用gate-first工藝的廠家而言實現起來難度更小一些,而使用gate-last工藝的廠商則會盡量避免使用高溫工步。他還表示,IBM和Sematech公司所制出的ZIL結構已經能夠在5埃的等效氧化層厚度條件下達到較好的防漏電性能。
不過據Sematech公司的材料與新興科技研發副總裁Raj Jammy表示,盡管Sematech公司早期的ZIL結構確實是在gatefirst工藝的基礎上制造出來的,但是“要制出ZIL未必需要依靠高溫處理工步,而主要是要去掉界面層中的氧離子。”他還強調不同的情況需要采用不同的熱處理方式來進行處理,才能得到較好的管子參數。(圖4)
另外一篇IMEC的研究報告則指出,“我們制作ZIF的方法是需要進行高溫熱處理的,不過要生成理想的無界面層柵極結構的方法有很多種,因此未必說gatelast工藝就不利于ZIL的制作。”他還表示應該可以找到一種方案來兼顧ZIL與gatelast工藝的優點。
另外,在被問及對ZIL技術的看法時,Intel高管Bohr回答稱,“在我的印象中這種技術并不是很有效,這主要是由于ZIL結構對溝道的載流子遷移率有一定的不良影響,而如果我們能夠很好地控制界面層的材料和厚度,管子的性能一樣也可以達到要求”,他還表示“相比之下,我認為我們應該努力去改善High-K絕緣層的材料,并想辦法減小金屬電極的電容.”
Gartner 市調公司的Freeman則表示,從28nm制程節點開始,臺積電公司與GlobalFoundries之間的HKMG產品由于所用的工藝不同,因此將存在比較明顯的區別。按照這樣的差別趨勢發展下去,一種最終的可能就是IBM和GlobalFoundries會在22nm制程節點馬上轉向gate- last工藝,而另外一種可能就是由于gatefirst在ZIL方面的優勢被實際的應用證明,而將慢慢處于領先的位置。Freeman還表示:“在 16nm制程節點,如何控制好管子的界面層,將是至關重要的。”
參考文獻:
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