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Endura® Versa™ XLR2 W PVD
집적 회로와 구성품이 계속해서 미세화되면서 구성품간의 금속 인터커넥트와 컨택도 작아지고 있습니다. 그에 따라 이러한 인터커넥트의 저항이 커지고 있습니다. 더 작고 빠른 전자 기기를 구현하려면 추가적인 미세화가 가능하도록 저항을 최소한으로 유지해야 합니다.
저항-커패시턴스 지연(또는 RC 지연)이라고 불리는 높은 저항으로 인한 지연 효과는 여러 가지 방법으로 회로에 영향을 미칩니다. RC 지연은 여러 가지 악영향을 초래하지만, 특히 DRAM 구조에서 비트라인을 통해 데이터를 읽고 쓰는 속도를 저하시킵니다. 또는 저항이 높아지면, 모바일 기술에서 피해야 하는 전력 소비량 증가로 이어집니다.
라인 저항을 낮추는 가장 쉬운 방법은 전도성 금속의 체적 증가, 즉 배선을 더 넓고 높게 만드는 것입니다. 하지만 폭이 넓어지면 배선은 미세화를 제한되고 높이가 높아지면 커패시턴스가 커져 식각과 관련된 더 큰 문제가 발생합니다. 따라서 첨단 소자에서는 배선 저항을 낮추기 위해 전도성 재료, DRAM 비트라인의 경우에는 텅스텐(W)의 특성을 개선하는 데 초점을 둡니다.
도체의 저항은 전자가 흐르는 동안 만나는 산란 지점의 밀도에 따라 결정됩니다. 필름 불순물, 입계, 표면 거칠기도 전자 흐름을 방해하는 요인입니다. Versa XLR2 W PVD 챔버는 더 순수하고 부드럽고 현재의 기술을 사용해 증착되는 텅스텐보다 저항이 10-15% 더 낮은 텅스텐 필름을 증착해서 인터커넥트 저항을 낮춥니다.
이 새로운 시스템은 소스 마그네트론, 새로운 공정 화학, 플라즈마 특성 조절 같은 주요 하드웨어 구성 요소의 혁신을 통해 이러한 향상된 품질을 달성합니다. Versa XLR2 W 시스템에서 생산하는 저항이 더 낮은 텅스텐은 미세화를 가능하게 만들며 1xnm급을 위한 DRAM 기술에서 비트라인 금속으로 사용할 수 있습니다. 아래의 애니메이션을 통해 이 시스템의 뛰어난 필름이 어떻게 소자 성능을 개선시킬 수 있는지 보여줍니다.
RC 지연은 오늘날 다기능, 모바일 소비자용 전자 기기의 성능을 강화하는 로직 및 메모리 소자의 지속적인 미세화에 대해 중대한 장애물이 될 수 있기 때문에 중요합니다.
로직 및 메모리 칩의 능동 소자(트랜지스터)는 금속 배선을 통해 서로 또는 칩의 다른 구역과 전기적으로 연결됩니다. 이러한 배선은 비전도성(절연성) 유전체 층을 통해 분리됩니다. 로직 및 메모리에서 인터커넥트의 역할은 칩의 한 구역에서 다른 구역으로 신호를 전송하는 것입니다. 작아지는 기하학적 구조에서 신호 손실을 최소화하면서 신호를 최대한 빠르게 전송하는 능력은 소자 미세화에서 매우 중요합니다.
로직에서 미세화는 면적 미세화를 의미합니다. 즉, 재료와 설계 혁신을 통해 더 많은 회로를 더 작은 면적에 집적화 하는 것을 의미합니다. 가격에 민감한 DRAM 제조 분야에서는 비용을 적극적으로 관리해야 하기 때문에 미세화는 기존의 재료와 설계로부터 점진적으로 더 좋은 성능을 얻는 데 초점을 둡니다.
일반적으로 로직 및 메모리 배선에서 신호 전파 속도 역시 동일한 기본 원리를 따르며 저항과 커패시턴스(RC)에 따라 결정됩니다. 저항과 커패시턴스를 모두 낮추는 것이 가장 좋습니다. 하지만 커패시턴스가 낮은 절연 재료를 개발하고 제조 공정에 적용하는 비용은 특히 메모리 제조사에게 부담이 됩니다. 따라서 미세화를 위해 저항을 낮추는 방법이 주로 사용됩니다.
RC 문제를 해결하기 위해서는 전하가 서로 다른 배선 레벨을 가로질러 수직으로 이동하거나 도체 길이를 따라 수평으로 이동하는지에 따라 다른 해결책이 필요합니다. 그러나 어느 경우든 모두 목표는 금속 배선의 저항을 최소화하는 것입니다.
수직 이동의 경우에는 경계 저항을 최소화하는 것이 목표입니다. 전기 컨택은 소자의 능동 구역과 금속 배선의 첫 번째 레벨을 연결합니다. 반도체-금속 경계(또는 저항 컨택)는 능동 구역과 금속 컨택 사이의 접합점을 형성합니다. 목표는 전기 전하가 능동 구역에서 컨택을 통해 배선의 상부 레벨로 이동했다가 되돌아 오도록 만드는 것입니다. 저항 컨택에서 최대한의 빠른 전하 이송을 달성하려면 저항이 낮은 재료가 필요합니다. 이를 위해 저항이 낮은 코발트 실리사이드가 업계 표준으로 사용되고 있으며, 그 효과는 균일한 층의 증착이 견고한 저항 컨택을 형성하는 데 달려 있습니다. ENDURA CIRRUS HT Co PVD를 참조하십시오.
