تولید تراشه: نیتریدر پلاسما DPN

در فرآیند تولید تراشه زیر {0} nm ، ضخامت لایه دی الکتریک دروازه ترانزیستور به کمتر از 1 نانومتر (حدود 5 لایه اتمی) کاهش یافته است. در این زمان ، سیلیس معمولی (SIO₂) مانند حجاب نازک نشت آب عمل می کند ، و مصرف انرژی نشت ناشی از تونل سازی الکترونیکی می تواند تا 40 ٪ از کل مصرف انرژی را تشکیل دهد.

فن آوری نیتریدر پلاسما (DPN) جدا شده با تزریق دقیق اتم های نیتروژن به لایه اکسید ، "شبکه ضد سرقت نانو" را ایجاد می کند ، که نه تنها کانال نشت الکترونیکی را مسدود می کند ، بلکه مسیر جدیدی را برای عملکرد تراشه باز می کند.

I,چه's DPN؟

DPN (نیترید شدن پلاسما جدا شده) یک فناوری درمان سطح پلاسما با دمای پایین است ، که اصل اصلی آن تزریق اتم های نیتروژن به لایه اکسید گیت به روش کنترل شده برای ایجاد یک رابط غنی از نیتروژن است. بر خلاف نیتریدر حرارتی سنتی ، ویژگی های "جداشده" DPN در:

جداسازی انرژی: انرژی پلاسما به طور مستقل کنترل می شود (معمولاً {{0} W) برای جلوگیری از آسیب رساندن ذرات پر انرژی به بستر سیلیکون.

جداسازی فضایی: پلاسما توسط یک میدان مغناطیسی محدود می شود ، به طوری که اتم های نیتروژن به جای رابط سیلیکون/اکسید به طور عمده در سطح فوقانی لایه اکسید غنی می شوند و از تحرک حامل محافظت می شود.

شاخص های فنی کلیدی:

غلظت نیتروژن: کنترل دقیق درصد اتمی {{0} (بیش از 15 ٪ باعث ایجاد نقص رابط می شود).

حد ضخامت: پردازش فیلم فوق العاده نازک کمتر از یا مساوی با 10 angstroms (1 نانومتر) قابل تحقق است ، که این یک فرآیند لازم برای گره های زیر {3} nm است.

ii.DPNPجنجال

با استفاده از فرآیند 28 نانومتری HKMG (دروازه فلزی K) به عنوان نمونه ، مراحل اصلی DPN به شرح زیر است: لایه اکسید روی یک بستر سیلیکون ISSG رشد می کند و لایه ای نازک از دی اکسید سیلیکون را به عنوان یک بستر نیترید رشد می کند.

نیتریدر پلاسما

جو گاز: N₂/HN3 (گاز اصلی) ، AR (گاز رقیق) معرفی می شود و فشار {1}} MTORR است. فعال سازی پلاسما: منبع تغذیه RF ({2}} W) گاز را برای تولید یون های نیتروژن بسیار واکنشی (N⁺) یونیزه می کند. نفوذ نیتروژن: یونهای نیتروژن به لایه سطح Sio₂ نفوذ می کنند و یک منطقه غنی از نیتروژن را در {4}}} 5 نانومتر از سطح فوقانی تشکیل می دهند.

PNA
بازپرداخت سریع (600-800 درجه) در همان محفظه خلاء ، انتشار یکنواخت اتم های نیتروژن را به وجود می آورد ، آسیب به شبکه را ترمیم می کند و چگالی حالت سطحی را کاهش می دهد.

0040-09094 اتاق 200 میلی متر

iiiچهار نقش اصلی DPN در گیت نیترایدر وجود دارد

1. افزایش ثابت دی الکتریک (k مقدار): هنگامی که اتم نیتروژن جایگزین اتم اکسیژن در sio₂ می شود ، یک پیوند si-n (که قطبی تر از پیوند si-o است) تشکیل می دهد ، و k-value را از 3.9 به 4 افزایش می دهد. تحت همان ظرفیت ، ضخامت فیزیکی می تواند 20 ٪ افزایش یابد ، که مستقیماً اثر تونل سازی کوانتومی را سرکوب می کند.

سرکوب جریان نشت دروازه: در لایه اکسید 1 نانومتر ، دوپینگ نیتروژن DPN جریان نشت را از 1000 A/cm² به 10 A/cm² کاهش می دهد (کاهش 99 ٪). اصل این است که اتم نیتروژن سد انرژی باند هدایت Sio₂ را بالا می برد و الکترون ها به تونل نیاز به انرژی بالاتری دارند.

3. مسدود کردن انتشار دوپانت: اتم های بور دروازه PMOS به راحتی در Sio₂ نفوذ می کنند و در نتیجه رانش ولتاژ آستانه ایجاد می شود. لایه نیترید به عنوان "فیلتر اتمی" عمل می کند و ضریب انتشار بور را 10 برابر کاهش می دهد و از پایداری طولانی مدت دستگاه اطمینان می دهد.

4. Optimize the interfacial state: By controlling the peak position of nitrogen (0.3 nm from the interface>برای جلوگیری از از بین رفتن اتم های نیتروژن پیوند تعلیق سیلیکون ، تحرک الکترون بزرگ نگه داشته می شود.