MRS 2002 Spring Meeting сосредоточилась на новых диэлектриках для микроэлектронного производства

С 1 по 5 апреля 2002 г. состоялась ежегодная весенняя Конференция Material Research Society (MRS) в г.Сан-Франциско (США).

Конференция охватывала широкий круг проблем по материалам и процессам, так или иначе, относящимся к микроэлектронному производству. Выделим наиболее интересные для читателей ПерсТ'а, т.к. перечень секций занимает почти весь английский алфавит.

Основной ориентир, конечно, International Roadmap of Semiconductor Technology (IRST) — Международная маршрутная карта по полупроводниковой технологии последнего издания, постоянно обновляемая по некоторым позициям. Это, во-первых, материал для подзатворного диэлектрика, толщина которого по теории масштабирования дляSiO₂приближается к 1нм. При таких толщинах (тоньшинах?) сильно возрастают токи утечки за счет туннелирования, поэтому идет поиск материалов с высокой диэлектрической проницаемостью (high-k dielectrics), которые имеют достаточно большую "эффективную толщину окисла" при разумных толщинах подзатворного диэлектрика. Основные претенденты на эту роль —Al₂O₃(k= 10),ZrO₂и HfO₂(k= 25) иTiO₂(k= 60). Однако все эти материалы должны осаждаться на подложку (в отличие отSiO₂, который формируется термическим окислением подложки) и затем подвергаться травлению. Эти технологические процессы не позволяют достичь того же высокого качества, как при термическом окислении (особенно велико количество состояний на границе сSi). Тем не менее, такие работы ведутся интенсивно и, как показывает опыт, если чего-то очень хотеть, то — получится.

Однакоhigh-kдиэлектрики еще не решают проблему, связанную с необходимостью утоньшения подзатворного окисла. Так, например, Motоrola активно исследует вопрос о "краевых" эффектах, связанных с необходимостью соблюдать определенное соотношение толщины подзатворного диэлектрика и его протяженности в горизонтальном направлении. Это накладывает дополнительные требования на материал и размеры "спэйсеров" (как правило, здесь используютсяSi₃N₄или его комбинации сSiO₂).

Второе направление исследований материалов — диэлектрики с низкой диэлектрической проницаемостью (low-k)для изоляции межсоединений — с целью снижения емкости этих линий. Здесь предпочтение отдается переходным между неорганическими и органическими материалами, например,SiOCсоединениям, и другим органическим соединениям (silsesquioxane, hybrid-organic-siloxane-polymer). Основной вопрос (если переходить к межсоединениям изCu) — поиск буферных слоев для предотвращения диффузии меди в подложку.

Много внимания на конференции уделено вопросам компьютерного моделирования процессов и приборов под лозунгом экономии средств и времени. Проводитсяab initio, т.е. из первых принципов, моделирование свойств материалов. Следует, к сожалению, отметить, что такое моделирование скорее направлено на потребителя с целью завоевать рынок соответствующих компьютерных программ, чем следовать "физической" правде.

Дополнительную информацию можно получить на сайте www.mrs.org.

В.Ф. Лукичев

ПЕРСТ