< Terug naar vorige pagina

Project

Studie van de metaal-plasma interacties in reactieve ion ets van nieuwe metaallegeringen voor geavanceerde IC technologieën

Er is een steeds groeiende vraag naar snelle en betrouwbare apparaten voor reken- en geheugentechnologie. Deze vraag fungeert als drijvende kracht voor continue innovatie en studie van complexe materialen om goede specificaties te bereiken, zoals hoge schaalbaarheid, laag stroomverbruik, niet-vluchtigheid en retentie van de geheugen functie. Een goed voorbeeld is het uitgebreide onderzoek naar fase variabele geheugens (PCM), resistieve random access memoriess (Re-RAM) en ovonic threshold selectors (OTS) ter vervanging van het conventionele Static-RAM (SRAM). Voor deze laatste zijn de nadelen deslechte schaalbaarheid door het gebruik van meerdere transistors, volatiliteit en hoog operationeel stroomverbruik. Deze geavanceerde geheugens en selectors maken gebruik van complexe 'nieuwe metaallegeringen' zoals chalcogeniden (GeSbTe, SiGeAsTe, SiGeAsSe) en metaaloxiden zoals InGaZnO. Ze beschikken over intrinsieke elektronische eigenschappen, waardoor ze optimaal zijn voor geavanceerde klasse van PCM's, Re-RAM's en OTS. Een belangrijke uitdaging bij het implementeren van deze bovengenoemde metaallegeringen en metaaloxiden in een integratieschema is hun patroonvorming op nanoschaalniveau zonder hun intrinsieke eigenschappen te beschadigen of te verstoren. Typische processen omvatten droge reactieve ion/chemische etstechnieken noodzakelijk om een hoge schaalbaarheid te bereiken. Dit betekent dat het etsgas (/etsmiddel) chemisch zal reageren met het betreffende metaalsysteem en vluchtige bijproducten zal genereren. Dit resulteert in verschillende afmetingen en vormen, zoals gedefinieerd door de gebruikte lithografiemaskers. Hierin ligt het belang om de interactie van een 'etsend' plasma met de metaal(legeringen) systemen te bestuderen en te begrijpen. Een chemische reactie tussen het etsmiddel en het metaalsysteem is nooit een eenvoudig proces en is vatbaar voor het genereren van enkele ongewenste neveneffecten. Het beschouwde materiaal systeem kan bijvoorbeeld tijdens het etsproces met het etsmiddel worden gedoteerd of het metalen oppervlak kan na de patroonvormingsstap chemisch worden gemodificeerd. Er ontstaan ook mogelijkheden van holtevorming en defectgeneratie in de metaalfilms door het gebruik van een bepaald chemisch ets proces of plasmaparameters (temperatuur, etsgassen). Het is daarom kritisch om de interacties tussen het plasma en de nieuwe metaalsystemen te begrijpen en te beheersen om ervoor te zorgen dat hun intrinsieke eigenschappen niet nadelig worden gewijzigd voor hun respectieve technologische toepassingen.

Datum:9 mrt 2022 →  Heden
Trefwoorden:Memory, Plasma, Metal etching, Alloys
Disciplines:Fysische chemie van materialen, Halfgeleiders en semimetalen, Nanofysica en nanosystemen, Chemie van plasma's, Oppervlakte- en interfacechemie
Project type:PhD project