【導讀】泛林集團發明了一種名為 SPARC 的de全quan新xin沉chen積ji技ji術shu，用yong於yu製zhi造zao具ju有you改gai進jin電dian絕jue緣yuan性xing能neng的de新xin型xing碳tan化hua矽gui薄bo膜mo。重zhong要yao的de是shi
，它ta可ke以yi沉chen積ji超chao薄bo層ceng，並bing且qie在zai高gao深shen寬kuan比bi的de結jie構gou中zhong保bao持chi性xing能neng
，還hai不bu受shou工gong藝yi集ji成cheng的de影ying響xiang
，可ke以yi經jing受shou進jin一yi步bu處chu理li。SPARC 將泛林無與倫比的等離子技術與化學和工藝工程相結合
，實現了先進邏輯和 DRAM 集成設計的進一步發展。

芯片已經無處不在：從手機和汽車到人工智能的雲服務器，所有這些的每一次更新換代都在變得更快速、更智能、更(geng)強(qiang)大(da)。創(chuang)建(jian)更(geng)先(xian)進(jin)的(de)芯(xin)片(pian)通(tong)常(chang)涉(she)及(ji)縮(suo)小(xiao)晶(jing)體(ti)管(guan)和(he)其(qi)他(ta)組(zu)件(jian)並(bing)將(jiang)它(ta)們(men)更(geng)緊(jin)密(mi)地(di)封(feng)裝(zhuang)在(zai)一(yi)起(qi)。然(ran)而(er)，隨(sui)著(zhe)芯(xin)片(pian)特(te)征(zheng)變(bian)得(de)更(geng)小(xiao)，現(xian)有(you)材(cai)料(liao)可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)在(zai)所(suo)需(xu)厚(hou)度(du)下(xia)實(shi)現(xian)相(xiang)同(tong)性(xing)能(neng)，從(cong)而(er)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)新(xin)的(de)材(cai)料(liao)。

泛林集團發明了一種名為 SPARC 的de全quan新xin沉chen積ji技ji術shu，用yong於yu製zhi造zao具ju有you改gai進jin電dian絕jue緣yuan性xing能neng的de新xin型xing碳tan化hua矽gui薄bo膜mo。重zhong要yao的de是shi，它ta可ke以yi沉chen積ji超chao薄bo層ceng，並bing且qie在zai高gao深shen寬kuan比bi的de結jie構gou中zhong保bao持chi性xing能neng，還hai不bu受shou工gong藝yi集ji成cheng的de影ying響xiang，可ke以yi經jing受shou進jin一yi步bu處chu理li。SPARC 將泛林無與倫比的等離子技術與化學和工藝工程相結合，實現了先進邏輯和 DRAM 集成設計的進一步發展。

提高邏輯器件性能

SPARC 的一個關鍵邏輯應用是 FinFET 間隔層。如下麵的流程所示，間隔膜沉積在前置結構的柵極和鰭上。薄膜必須遵循現有結構的精確輪廓，並保持厚度一致（結構均勻性）。它(ta)還(hai)必(bi)須(xu)對(dui)下(xia)麵(mian)的(de)層(ceng)具(ju)有(you)出(chu)色(se)的(de)附(fu)著(zhe)力(li)，且(qie)沒(mei)有(you)針(zhen)孔(kong)或(huo)其(qi)他(ta)缺(que)陷(xian)。此(ci)外(wai)，除(chu)了(le)在(zai)柵(zha)極(ji)側(ce)壁(bi)的(de)所(suo)需(xu)位(wei)置(zhi)外(wai)

，它(ta)還(hai)必(bi)須(xu)易(yi)於(yu)從(cong)其(qi)他(ta)任(ren)何(he)地(di)方(fang)移(yi)除(chu)。

薄膜本身就有要求。隨著晶體管按比例縮小
，柵極模塊中的電容耦合會增加
，從而降低整體晶體管的性能。SPARC 碳化物薄膜是電絕緣性能更佳的新型材料的絕佳例子，即所謂的“低k薄膜”
，用於最大限度地減少這種耦合。現有的低k薄膜通常很脆弱，無法承受後續步驟中使用的強烈的化學物質，因而會導致整體芯片性能不佳。

泛林的 SPARC 技術可提供均勻、堅固的低k薄膜，其厚度和特征內部的成分都是均勻的。SPARC 薄bo膜mo被bei輕qing柔rou地di沉chen積ji，沒mei有you直zhi接jie的de等deng離li子zi體ti對dui下xia麵mian的de敏min感gan器qi件jian造zao成cheng損sun壞huai
，它ta通tong過guo使shi用yong由you具ju有you遠yuan程cheng等deng離li子zi體ti和he新xin型xing前qian驅qu體ti的de獨du特te反fan應ying器qi產chan生sheng的de自zi由you基ji來lai實shi現xian。與yu直zhi接jie等deng離li子zi體ti增zeng強qiang原yuan子zi層ceng沉chen積ji (ALD) 薄膜不同，它可以輕鬆調整薄膜成分，以更好地預防損壞，優化幹法或濕法刻蝕的選擇性。得到的薄膜很薄、無針孔，並且可以在芯片製造過程的其餘環節保持正確的矽碳 (Si-C) 鍵合結構，從而保持其介電性能和堅固。

隨著全包圍柵極 (GAA) 架構的出現，泛林 SPARC 技術的價值變得愈加明顯。新的內部間隔層應用需要一種材料來降低器件的寄生電容——即降低器件之間的幹擾。該薄膜還必須在矽鍺溝道釋放過程中作為外延處理的源極/漏極的保護層。SPARC 沉積的薄膜為該應用帶來了關鍵特性，包括低k值，均勻性，高圖形負載

，均勻厚度，對矽基
、氧化物
、碳類型材料的出色刻蝕選擇性
，以及器件中的極低泄漏。

同樣有利於 DRAM 架構

隨著器件的微縮，工程師們不斷努力減少位線和電容器觸點之間的電容
，以保持良好的信號/噪聲進行位感應。位線深寬比的增加也使傳統的沉積方法難以成功。位線電容的一個重要組成部分是位線和存儲節點觸點 (SNC) 之間的耦合
，隨著單位麵積封裝越來越多的器件以降低 DRAM 成本和增加密度
，該耦合正在增加。為了減少這種耦合，自 1x nm 技術節點以來
，SPARC 沉積的低k間隔材料至關重要。

理想的低k薄膜

使用 SPARC 或單個前驅體活化自由基腔室技術製造的碳化矽氧化物 (SiCO) 薄膜具備密度大、堅固耐用


、介電常數低 ~ 3.5-4.9、泄漏率低
、厚度和成分共形性極佳等特點。在 250°C 至 600°C 的廣泛溫度範圍內
，碳完全交聯，末端甲基極少甚至沒有，與其他薄膜（如SiOC、SiOCN 或 SiCN）相比，該薄膜具有熱穩定性和化學穩定性。

在 SPARC SiCO 係列中
，遠程等離子體、獨特的前驅體和工藝空間可實現廣泛的成分調整。此外，這些 SPARC SiCO 薄膜在稀氫氟酸和熱磷酸等典型濕法化學物質中的 WER（濕法刻蝕速率）為零，因此還提供近乎無限的濕法刻蝕選擇性。這些薄膜也是連續的且無針孔的

，厚度低於普通替代的一半。

由於這些特性，SPARC SiCO bomozaimouxiejiangewuyingyongzhongshixianhouduzuixiaohua，shigehenyouxiyinlidexuanze。jianyuqiduigaoshenkuanbiduizhancailiaodexianzhushifaxuanzexinghuodenglizitisunshangyufang
，zhexiebomonenggouxingchengqixi
，jianshaodianrongouhe
，bingbaohugaoshenkuanbiduizhanzhongrongyiyanghuahuosunhuaidegongyiyuanjian。SPARC 技術已被領先技術節點的所有主要邏輯/代工廠和 DRAM 製造商采用。隨著集成度和性能擴展挑戰的提升以及深寬比的提高
，下一個節點應用程序空間預計將增加。

（來源：泛林集團公司
，作者：泛林集團公司副總裁兼電介質原子層沉積產品總經理 Aaron Fellis）

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