Centura® DPN HD 高純度解耦電漿氮化閘極堆疊

alt-image

氮化是一種將氮驅入氧化矽(電介質)的過程,賦予氮“劑量”以增加薄膜的電容,從而實現有效的氧化物厚度縮放。除了提高介電常數外,氮含量還減少了柵極洩漏並提高了對通過柵極電介質的摻雜劑擴散的抵抗力。

Centura DPN HD (高劑量) 系統包括整合在 Centura 主機的電漿氮化及氮化後退火 (PNA) 反應室。此系統可將 DPN (解耦合電漿氮化) 產品的氮化技術擴展至動態隨機存取記憶體 (DRAM) 的外圍閘極,並且補足了應用材料在邏輯元件上長期領先的氮化技術。

在 DPN HD (高純度解耦電漿氮化) 氮化過程中,用低能量脈衝式電漿將氮注入氧化矽介電質,在閘極堆疊的氮氧化物/多晶矽介面產生所需要的高氮濃度,並維持在矽/氮氧化物介面的低氮濃度,以維持高通道遷移率。新的化學材料以及直接高溫晶圓加熱,可以達到 3X 及 2X 奈米節點氮氧化物閘極所需要的較高劑量的氮濃度,藉以達成優異的漏電及臨界電壓性能。傳統的氮化製程無法達到所要求的漏電及臨界電壓標準。

氮化是將氮原子注入氧化矽 (介電質) 中的一種製程,藉由氮的摻雜可以增加薄膜的電容值,以降低等效氧化層厚度 (EOT)。加入氮除了可以提高介電常數外,還可以降低閘極漏電流,提高摻雜原子經由閘極介電層擴散之阻力。

在氮化處理後,氮氧層中之氮原子濃度會隨著時間逐漸降低。由於 DPN HD 系統將 PNA (氮化後退火) 和 DPN (去耦合電漿氮化) 反應室整合在單一真空環境中,此一系統可以在氮化製程之後馬上進行高溫退火,便能減緩氮的損失。另外,將電漿氮化和 PNA 反應室整合在同一平台上,也可消除時間相關的製程變異,提供了製作氮氧化物閘極所必需的一種較穩定且耐用的製程。PNA 也能避免在氮化過程中產生會導致臨界電壓變化的不穩定鍵結相。由於能減少或消除這個不穩定的鍵結相,PNA 將有助於改善元件性能。