Nova tecnologia para fazer contatos revelou reservas para overclocking de chips 7nm

À medida que a escala do processo de fabricação de chips diminui, não apenas o tamanho dos transistores diminui, mas também a “infraestrutura” associada, por exemplo, o diâmetro dos orifícios para a criação de contatos verticais. Esses contatos são feitos de tungstênio durante o processo de metalização e sua resistência aumenta à medida que os padrões tecnológicos diminuem, o que reduz o desempenho e a eficiência energética dos chips. Mas isso foi contornado.

Máquina de revestimento por junta a vácuo de materiais aplicados

A reserva foi aberta pela Applied Materials. O fato é que os processos tecnológicos modernos envolvem a deposição de tungstênio de um meio de vapor em orifícios de metalização especialmente preparados. Antes da deposição (preenchendo os orifícios com tungstênio), uma camada de nitreto de titânio é aplicada na superfície do chip e nas paredes dos orifícios na camada dielétrica. Essa substância melhora a “adesão” do tungstênio às paredes dos orifícios de contato vertical, protege o cristal da contaminação com flúor, que é utilizado no processo de deposição, e por fim aplaina as paredes dos orifícios (veja o vídeo do processo abaixo).

O problema é que, à medida que a escala dos processos tecnológicos diminuía, a espessura da camada de nitreto de titânio não diminuía. Portanto, dentro da tecnologia de processo de 7 nm com um diâmetro de orifício para metalização (vertical) de 20 nm em tungstênio, apenas 25% do volume do orifício permanece em contato. A Applied Materials propôs um processo e configuração para criar contatos verticais completos de tungstênio sem qualquer pré-revestimento dos orifícios.

O novo fluxo de trabalho e máquina de galvanização da Applied Materials preenche os orifícios no dielétrico com tungstênio da parte inferior, não da parte superior, como antes (vídeo abaixo). A empresa chamou isso de “preenchimento seletivo de lacunas”. Como novos materiais e tecnologias são utilizados para isso, não é mais necessário proteger o cristal do flúor, bem como melhorar a adesão do tungstênio às paredes de orifícios verticais.

Segundo a Applied Materials, a tecnologia proposta reduz em 40% a resistência das juntas verticais, afinal, até 100 quilômetros dessas juntas são colocados em cada pastilha de silício de 300 mm com chips. Os benefícios do uso da nova tecnologia prometem ser muito, muito impressionantes. Quando? A empresa começou a entregar novas unidades em julho, mas grandes fabricantes já estão utilizando esses equipamentos da Applied Materials na produção em larga escala.