Samsung fertigt Speicher in 70 nm

Der Bedarf an Speicherkapazität steigt stetig; am zur Verfügung stehenden Platz ändert sich jedoch nur wenig. Deshalb haben es sich die Halbleiterhersteller seither zur Aufgabe gemacht, auf immer kleineren Räumen immer mehr Schaltkreise zu realisieren.

Wurden im Jahre 1993 Prozessoren noch im 0,80 µm (800 nm)-Fertiungsprozess hergestellt (z.B. der Intel Pentium mit 60 MHz und 3,1 Mio Transistoren), kommen derzeit 90-nm-Strukturen zum Einsatz, um über 100 Mio. Transistoren auf Silizium zu bannen. Auch bei Arbeitsspeicher lässt sich eine ähnliche Entwicklung beobachten. Hier hat die Industrie gerade den Wechsel auf 100-nm-Strukturen vollzogen letzte Probleme beseitigt. Doch natürlich stehen auch hier kleinere Strukturen vor der Tür. Um dies zu ermöglichen, hat Samsung nun die erste CVD-Aluminium-Prozesstechnologie der Branche entwickelt, die die chemische Dampfabscheidungsverfahrens CVD (Chemical Vapor Deposition) verwendet und bestens für Strukturen bis zu 70 nm geeignet sein soll.

Die CVD-Aluminium-Prozesstechnologie zählt dabei zu den wegweisenden Interconnect-Technologien im DRAM-Fertigungsprozess. Sie beinhaltet die Erstellung leitfähiger Schichten durch Umwandlung metallorganischen Ausgangsmaterials, einschließlich Aluminium, über chemische Reaktionen in Partikel die auf der Waferoberfläche abgeschieden werden und dann die Mehrlagenverdrahtung in Schaltungskreisen bilden. Bisherige Verfahren zur Verdrahtung in DRAM-Schaltkreisen verwenden die physikalische Dampfabscheidung PVD (Physical Vapor Deposition). Dabei werden dünne Schichten gebildet, indem festes Material in Partikel umgewandelt wird. Die Anwendung des PVD-Verfahrens ist jedoch in Prozessen für 90-Nanometer- oder kleineren Strukturen auf Grund des sogenannten „Void“-Problems schwierig. Fehlstellen verhindern hier eine gleichmäßige Ablagerung auf der Waferoberfläche, was wiederum zu Problemen bei den Schaltungseigenschaften führt.

Beim Einsatz der CVD-Aluminium-Prozesstechnologie werden nicht nur die Probleme der physikalischen Hohlraumbildung gelöst, sondern auch die elektrischen Eigenschaften der Leitbahnen wesentlich verbessert, was dieses Verfahren zu einer geeigneten Prozesstechnologie für die Herstellung von 70-Nanometer-DRAMs macht. Darüber hinaus zeigt die Analyse, daß durch den Einsatz dieser CVD-Aluminium-Prozesstechnologie die Kosten in Bezug auf den Verdrahtungsprozess um bis zu 20 Prozent gesenkt werden können, da bislang erforderliche Verfahrensschritte wie die Planarisierung (Rückätzen) nebst Reinigungsprozess nicht mehr benötigt werden.

Samsung Electronics hat bereits 90-Nanometer/512Mb-DRAM-Musterbausteine unter Verwendung der CVD-Aluminium-Prozesstechnologie fertiggestellt und plant bis Jahresende ein 70-Nanometer-DRAM mit dieser Prozesstechnologie vorzustellen. Was die Entwicklung von Fertigungstechnologien für noch kleinere Strukturen betrifft, arbeiten Samsung, IBM und Infineon derzeit intensiv zusammen.