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  技术动态    
Imec首次在300 mm晶圆片上直接生长2D材料
作者:cmh        来源:国防科技信息网 
日期:2018-12-15    阅读次数:330
副标题:

        据 刘彧宽 报道,今日半导体网站 2018年12月11日讯,2018 年是12月1日至5日,在美国加州旧金山举行 的IEEE第64届国际电子器件会议(IEDM 2018)上,比利时鲁汶微电子研究中心(IMEC)展示了一个300 mm 晶圆平台,使用2D材料制造金属-氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)器件。 
        2D材料可以为器件尺寸的极端伸缩提供路径,因为它们具有原子级精度,并且几乎不受短沟道效应的影响。2D材料的其他潜在应用可能来自于将其用作后段工序(BEOL)的开关,它可以对集成流中允许的温 度预设设置上限。 
        Imec 平台集成了一个由二硫化钨(WS2)组成的晶体管沟道,这是一种2D材料,与其他大多数2D材料相比具有更高的导通电流能力和良好的化学稳定性。Imec在IEDM上的报告指出,这是首次金属有机化学气相沉积(MOCVD)在300 mm 晶圆片上生长WS2。MOCVD的合成方法可以在整个 300 mm 晶圆和最高迁移率的材料上实现单层精度的厚度控制。然而,MOCVD 生长的好处是以高温条件为代价的。为了建立一个符合BEOL要求的器件集成流,沟道材料从生长衬底到器件晶圆的转移至关重要。Imec 声称是第一个展示完整300 mm 单层 2D 材料转移的机构,这本身就非常具有挑战性,因为2D材料与器件晶圆的粘附性很低,而且转移的材料极薄(仅为0.7 nm)。
        转移过程是与德国慕尼黑附近的 Garching SUSS MicroTec 公司(生产光掩膜对准器、激光处理系统和晶圆粘结剂)以及美国密苏里州的 Brewer Science of Roll 公司(提供薄晶圆处理材料、工艺和设备)合开发的,采用了临时粘结和脱粘技术。WS2晶圆片使用一种特殊配方的材料(来自Brewer Science)临时粘附在玻璃载体晶圆片上。然后,将WS2单层从生长晶圆片上机械剥离,并在真空中再次粘结到器件晶圆片上。载体晶圆片用激光剥离去除。这种脱粘技术是2D材料可控转移的关键技术。 
        Imec的超越CMOS项目主管 Iuliana Radu 说:“用2D材料搭建用于MOSFET器件研究的300mm平台,并开发工艺步骤生态系统,加快了这些材料的技术应用。但仍有许多挑战有待解决,目前正在进行相关的研究和发展。主要的挑战包括缩放2D材料栅极电介质的等效氧化厚度(EOT),以及降低沟道的缺陷率以提高移动性。” 
        Imec在先进逻辑缩放方面的研究离不开与下列公司在 CMOS 项目的合作:格罗方德半导体、华为、英特尔、美光、高通、三星、海力士、索尼半导体解决方案、东芝、台积电和西部数据等。

    
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