田中貴金屬集團(tuán)旗下經(jīng)營制造事業(yè)的田中貴金屬工業(yè)株式會社宣布確立了液態(tài)釕（Ru）前驅(qū)物"TRuST"的 2 段成膜工藝。"TRuST"是對氧和氫都有良好的反應(yīng)性，并具有能形成更高純度釕膜的特征的前驅(qū)物。本工藝是一種 2 段 ALD 成膜工藝（ALD ＝Atomic Layer Deposition），先通過氫成膜形成較薄的防氧化膜，再通過氧成膜實現(xiàn)質(zhì)量更高的釕膜成膜。通過這種方法，可消除因氧造成基板氧化的顧慮，同時還能抑制因氫成膜引起的釕純度下降。
在本開發(fā)的過程中，成膜工藝的設(shè)想方案由韓國嶺南大學(xué)工科學(xué)院新材料工學(xué)部的 SOO－HYUN, KIM 教授提出，其成膜工藝的開發(fā)及評估由 KIM 教授和田中貴金屬工業(yè)共同實施。由于通過本技術(shù)預(yù)計可實現(xiàn)半導(dǎo)體的進(jìn)一步微細(xì)化和提高持久性，可期應(yīng)用于要求執(zhí)行更大容量數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)中心和智能手機(jī)，以及有助于要求更高水平技術(shù)革新的 IoT 和自動駕駛等的先進(jìn)技術(shù)。
田中貴金屬工業(yè)正在以釕為中心開發(fā)面向下一代半導(dǎo)體的更高純度的貴金屬前驅(qū)物。在進(jìn)行成膜時，迄今為止的主流工藝是利用氧的 1 段成膜，此次成功地確立了利用氧和氫的 2 段成膜工藝。通過這種 2 段成膜的工藝，可通過氫成膜降低底層的表面氧化風(fēng)險，并通過氧成膜實現(xiàn)釕純度基本保持 100%的更高純度成膜。而且先通過氫成膜形成底層，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行氧成膜所形成的釕膜也更平滑精密，可實現(xiàn)超越以往的更低電阻值。通常，隨著膜厚的降低比電阻會增加，這是半導(dǎo)體成膜的一個課題。但是，此次確認(rèn)到特別是在 10 nm 以下的區(qū)域內(nèi)，通過在氧成膜的基礎(chǔ)上，利用氫實施 2 段成膜，可進(jìn)一步實現(xiàn)更低電阻值。今后，隨著半導(dǎo)體尺寸進(jìn)一步縮小，預(yù)計對于釕膜也有更薄更低電阻成膜的需求，利用 2 段成膜將有可能解決這個 課題。此外，本次宣布的由 2 段成膜形成的電阻更低純度更高的釕薄膜，無論在哪個階段都可以以相同原料、相同成膜溫度來實現(xiàn)，所以可在相同的成膜設(shè)備內(nèi)進(jìn)行成膜，可降低設(shè)備投資成本。
田中貴金屬工業(yè)的液態(tài)釕前驅(qū)物"TRuST" 在半導(dǎo)體的薄膜及線路材料中，迄今為止主要使用銅及 鎢、鈷，但是面向半導(dǎo)體的進(jìn)一步微細(xì)化，對電阻更低、持久性更高的貴金屬釕的期待也在增加。因此，田中貴金屬工業(yè)開發(fā)了實現(xiàn)世界級行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)蒸汽壓力數(shù)值的 CVD/ALD 用液態(tài)釕前驅(qū)物"TRuST"，并從 2020 年開始提供樣品。該前驅(qū)物與原有的前驅(qū)物相比，通過將蒸汽壓力提高約 100 倍以上達(dá)到世界級行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，提高成膜室內(nèi)的前驅(qū)物濃度及在基板表面的前驅(qū)物分子的吸附密度，實現(xiàn)了優(yōu)異的臺階覆蓋性和成膜速度的提高。
田中貴金屬工業(yè) 液態(tài)釕前驅(qū)物"TRuST"
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所處的狀況和背景
由于 IoT/AI/5G/元宇宙等各種先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心及以智能手機(jī)為首的電子設(shè)備中使用的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)量迅速增加。隨之而來，在半導(dǎo)體開發(fā)中，為了實現(xiàn)性能更高且省電的器件，前所未有地要求半導(dǎo)體的微細(xì)化。此外，在持久性方面，因底層氧化造成的劣化在半導(dǎo)體開發(fā)中也是重大的課題。而且，在汽車產(chǎn)業(yè)中也一樣，隨著電動汽車和自動駕駛汽車的開發(fā)，在車載半導(dǎo)體等微細(xì)化的同時，希望進(jìn)一步提高持久性。田中貴金屬工業(yè)在今后追求進(jìn)一步微細(xì)化和提高持久性的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，在以期通過提高液態(tài)釕前驅(qū)物的成膜速度來降低成本和實現(xiàn)更高質(zhì)量的同時，為半導(dǎo)體的進(jìn)一步微細(xì)化和提高持久性作出貢獻(xiàn)，并為開發(fā)半導(dǎo)體開辟的新型先進(jìn)技術(shù)作出貢獻(xiàn)。
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦半導(dǎo)體網(wǎng)）：田中貴金屬工業(yè)開發(fā)出有助于提高半導(dǎo)體的微細(xì)化和持久性的釕成膜新工藝
