Centura^® DPN HD ゲートスタック

Centura DPN HD （高ドーズ）システムでは、プラズマ窒化およびポスト窒化アニール（PNA）チャンバがCenturaのメインフレームに統合されています。同システムはDPN製品群の窒化機能をダイナミックランダムアクセスメモリ（DRAM）のペリフェラルゲート用にさらに進化させ、アプライド マテリアルズが長年にわたってリードしてきたロジックデバイスにおける先進窒化技術を補足するものです。

DPN HD窒化プロセスでは、パルスプラズマを使用して低エネルギーの窒素をシリコン酸化膜中に注入します。デバイス要求に合わせて高窒素濃度SiONをPolyの下に、低窒素濃度SiONをゲートスタックのシリコン上に形成し、高いチャネル移動度を維持します。新しい化学特性と高温でのウェーハ直加熱により、3xnm、2xnmノードの酸窒化物ゲートで要求される窒素の高ドーズが達成され、同時により優れた漏れ電流としきい値電圧特性が得られます。従来の窒化プロセスでは、必要とされるリーク電流としきい値電圧を達成する上で限界がありました。

窒化プロセスでは、窒素がシリコン酸化膜（誘電体）に注入され、膜の静電容量を増大する窒素の“ドーズ”をすることで、EOTのスケーリングを可能にします。窒素含有量は、誘電率の増加に加え、ゲートのリーク電流を減少し、ゲート絶縁膜を通してドーパントの拡散に対する抵抗を改善します。

酸窒化物の窒素濃度は窒化処理後、時間の経過とともに低減します。DPN HDシステムではPNAチャンバとDPNチャンバを1つの真空環境に統合しており、窒化処理の直後に高温アニーリングを施すことにより、この窒素の損失を防ぐことができます。さらに、プラズマ窒化とPNAチャンバを共通のプラットフォームに統合することで時間の経過によるプロセスの変化を排除し、酸窒化ゲートの製造に欠かせない、より安定した強固なプロセスを提供します。PNAはまた、しきい値電圧のバラツキを引き起こす、窒化処理による不安定なボンディングフェーズを消去します。この不安定なフェーズを削減または省くことにより、PNAはデバイス性能の向上にも貢献しています。