應用材料發表選擇性鎢製程新技術 解決平面微縮重大瓶頸

半導體設備大廠應用材料21日宣佈，推出新式的選擇性鎢（Selective Tungsten）製程技術，可提供晶片廠商以新的方式構建電晶體觸點，這是連結電晶體與晶片中其他電路非常關鍵的第一層電路。這項創新的選擇性沉積技術能降低影響電晶體性能並增加耗電量的接觸電阻。

透過這項技術，電晶體的節點微縮與觸點能縮小至5奈米、3奈米甚至更小，並同步提升晶片的功率與性能與面積／成本（chip power, performance and area/cost，PPAC）。

應用材料指出，雖然微影技術的進步可有效縮減電晶體觸點通孔的大小，但使用金屬填滿通孔的傳統作法仍會嚴重影響PPAC。傳統上，電晶體觸點是以多層方式形成。首先，接觸通孔是先襯上黏着層和氮化鈦阻障層，接着利用沉積技術產生成核層，最後再使用鎢來填滿剩餘空間。鎢因其低電阻係數成爲接觸金屬的首選。

7奈米制程技術的接觸通孔直徑只有20奈米。襯墊／阻障層與成核層就佔了75％的通孔體積，只剩下25％供鎢使用。細薄的鎢線具有很高的接觸電阻，會嚴重影響PPAC與2D微縮效果。

VLSIresearch董事長暨執行長Dan Hutcheson表示，極紫外光（EUV）的興起使得業界必須解決一些重大的材料工程挑戰，以持續進行2D微縮。襯墊阻障層就像是這個產業的動脈硬化斑，不斷阻撓晶片中的電子流動，以至於無法達到頂尖的性能。應用材料的選擇性鎢技術正是市場夢寐以求的創新突破。

應用材料發表的全新Endura Volta選擇性鎢化學氣相沉積系統，能讓晶片製造商在電晶體的接觸點通孔內進行鎢的選擇性沉積，以消除線性／阻障層及成核層。整個通孔會充滿低電阻鎢，並解除後續PPAC的瓶頸。