Veröffentlicht am: 27.05.2003 12:11:28
Bei der Verkleinerung von Schaltkreisen muss natürlich auch die Isolation zwischen den Leitungen sichergestellt sein. Infineon hat es nun geschafft eine Diffusions-Barriere mit einer Dicke von weniger als 2 nm zu fertigen.
Somit ist man jetzt schon für 2016 gerüstet. Dann soll gemäß der International Roadmap for Semiconductors (ITRS) bei einer 22-nm-Fertigungstechnik die Sperrschichten bei 2,5 nm liegen.
Derzeit werden Diffusions-Barrieren mit Dicken von 50 nm benutzt. Dies zeigt wie weit die Infineon-Techniker schon jetzt sind. Somit wird auch in den nächsten 10 Jahren weiterhin Silizium und Kupfer bei ICs zum Einsatz kommen können. Dies wurde immer wieder in Frage gestellt, da man sich solch eine Miniaturisierung nur schwer vorstellen konnte. Nach und nach wurde jedoch jedesmal das Gegenteil bewiesen. Dieser Meilenstein beweist, dass die derzeit eingesetzte „Abscheide-Technik“ um Schaltkreise erstellen zu können auch bei künftigen hochintegrierten Chips mit Strukturgrößen von nur 22nm, derzeit sind 90 nm das höchste der Gefühle, möglich ist.
Aufwendigere Fertigungstechnologien wie die „Atomic-Layer-Deposition“ müssen erst deutlich später zum Einsatz kommen. Bei der Atomic Layer Depositions-Technologie (ALD) können im atomaren Maßstab Schichten abgetragen werden. Dies dauert allerdings und Zeit ist Geld. Schließlich rechnen sich Chips nur in hohen Stückzahlen bei geringen Herstellungskosten.
Bei der angewandten Abscheide-Technik, der Damascene-Technik, die ihren Namen von dem Verfahren erhielt, mit dem die Ornamente in den berühmten Damaszenischen Schwertern erstellt wurden, werden die geätzten Gräben und Löcher mit Metall aufgefüllt.
Bei modernen Chips wird nun Kupfer verwendet, früher und natürlich bei Chips die nicht so hoch getaktet sind, Aluminium. Das „übergequollene“ Metall wird dann durch ein chemisch-mechanisches Polierverfahren wieder abgetragen.
„Durch den geringen elektrischen Widerstand und die ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber Elektromigration bietet Kupfer klare Vorteile für leistungsfähige ICs. Damit Kupfer auch das bevorzugte Material für die Metallisierung in künftigen Chip-Generationen sein kann, muss großes Augenmerk auf die Vermeidung der Kupfer-Diffusion gelegt werden,“ sagte Prof. Dr. Karl Joachim Ebeling, Forschungsleiter bei Infineon Technologies. „Die jetzt erreichten Ergebnisse markieren einen wesentlichen Schritt bei der Bereitstellung der anspruchsvollen Technologien für die Fertigung der nächsten, weiter miniaturisierten Chip-Generationen.“
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wan