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【IEDM】high-k与金属栅英特尔推出产品也无法终结议论

DATE	2007/12/14

　　【日经BP社报道】 IEDM会议第一天下午，CMOS元件委员会（CMOS Devices subcommittee）召开了“金属栅与High-K栅极介质”分会（会议3）。由于高介电率（high-k）绝缘膜与金属栅（MGHK：metal gate/high-k) 叠层（stack）将被导入今年11月底上市的美国英特尔45nm工艺微处理器中，因此该技术领域备受关注。包括第一天的该会议在内，此次会议共分五个分会议展开讨论。虽然该技术已开始投入使用，但有关议论依然没有结束，原因何在呢？

最合适的技术随用途不同而异

　　其原因之一是，用途不同，最合适的技术也不相同。英特尔计划在第二天发表的技术是，在高附加值处理器允许的成本增加范围内，可获得适合高性能逻辑LSI的频带边缘的栅功函数，因此可以说其目标是率先实现实用化。

　　另一方面，关于中间禁带功函数所适合的超薄硅片FDSOI（完全耗尽SOI），法国CEA-LETI的发表指出，TiN/HfO₂很早以前已经达到了能够在研究层次上使用的水平（演讲序号3.4），HKMG一直只被作为组合元件的组成部分。NEC集团也表示，对于混载SRAM及混载DRAM，中间禁带功函数更加合适，并提出了n型用NiSi和p型用Ni₃Si的集成工艺（演讲序号3.6）。

面临的课题是简化工序和周边工艺的融合

　　在中等程度的成本增加条件下获得应用范围广的频带边缘功函数的技术备受关注的是，在栅绝缘膜（基础）和金属栅极之间设计带隙层，并使用与原来相同的先加工栅极工艺（gate-first Process）。2007年6月的“VLSI Symposium”上，因为有很多相关发表而受到关注。此次，比利时IMEC发表了相关内容（演讲序号3.1）。

　　该公司通过采用DMDD(dual-metal dual-dielectric)构造，nMOS采用Ta₂C/La₂a₃/HfSiON（按照金属/带隙/绝缘膜的顺序），pMOS采用TaCNO/Al₂a₃/HfSiO（按照金属/带隙/绝缘膜的顺序），实现了频带边缘的功函数。同时，提出了用DMDD制作CMOS的工艺方案。另外，虽然没有涉及详细内容，不过目前已经知道的是接合成型只采用了激光退火。

　　栅叠层方面，工序简单的SMSD(single-metal single-dielectric)最为理想。另外，激光退火中典型的毫秒退火与HKMG的组合的评估刚刚开始。从这一点可以说IMEC的发表是今后HKMG技术开发的开端。（特约撰稿人：芝原健太郎，广岛大学纳米元件及系统研究中心）

■日文原文
【IEDM】high-k/メタル？ゲート，Intelが製品化も議論に終止符は打たれず

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