Например, удельное сопротивление всего 11.5 мкВт·см было измерено для бинарного сплава NiAl толщиной 7.7 нм, полученного после расчета размера зерна. Результаты знаменуют собой веху на пути к созданию межсоединений с низким сопротивлением и шириной линии менее 10 нм.
Чтобы идти в ногу с продолжающимся масштабированием устройств, ширина наиболее важных линий межсоединений в современных микросхемах логики и памяти вскоре приближается к 10 нм. При таких малых размерах удельное сопротивление Cu резко возрастает, а его надежность ухудшается.
Это вынудило сообщество межсетевых соединений найти альтернативы медной металлизации. Хотя изначально основное внимание уделялось элементарным металлам, поиск был расширен до бинарных и тройных упорядоченных интерметаллидов, инициированных imec на конференции IITC 2018 года.
Imec разработала уникальную методологию, основанную на ab-initio, для выбора и ранжирования наиболее перспективных материалов, используя произведение объемного удельного сопротивления и длины свободного пробега носителей заряда. (r0 x l) s одна из главных заслуг.
Эта теоретическая оценка стала отправной точкой для дальнейших экспериментальных работ на пластинах диаметром 300 мм. «Чтобы лучше понять и смоделировать поведение удельного сопротивления выбранных бинарных сплавов при малых размерах, мы ввели эффективное удельное сопротивление, которое учитывает изменение состава и влияние порядка и Беспорядок, — говорит Жолт Токей из Imec, — дальнейший анализ показал, что в удельном сопротивлении тонких пленок бинарных сплавов преобладает рассеяние по границам зерен из-за малых размеров зерен, присущих тонким проводящим пленкам, тогда как беспорядок вносит свой вклад и в более толстые пленки».
Для исследования стехиометрического NiAl удельное сопротивление всего 11.5 мкВт·см было измерено на тонкой пленке толщиной 7.7 нм, что на 23 % ниже, чем у Cu. Это было достигнуто после нанесения крупнозернистой пленки NiAl толщиной 50 нм на эпитаксиальный слой Ge при температуре, совместимой с задним концом линии (BEOL), с последующими экспериментами по утончению.
Эти эксперименты сохраняют больший размер зерна (45.7 нм) и, следовательно, уменьшают вклад рассеяния по границам зерен в удельное сопротивление.
«Экспериментальное существование тонких проводящих пленок с низким сопротивлением на пластинах диаметром 300 мм побуждает нас продолжать поиск бинарных и тройных сплавов, — говорит Тёкей, — в то же время мы исследуем контроль состава сплавов и их интеграционную совместимость с будущими технологиями». схемы металлизации, которые, вероятно, будут основаны на субтрактивном травлении».
Посмотреть больше: Модули IGBT | ЖК-дисплеи | Электронные компоненты