《先进微电子应用中的介电薄膜(Dielectric Films for Advanced Microelectronics)》

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日期:2021-09-17

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作品总结

《先进微电子应用中的介电薄膜(Dielectric Films for Advanced Microelectronics)》


薄膜是材料科学、电子工程和应用固体物理学中一个日益重要的领域;在微电子、计算机制造和物理设备方面具有研究和工业应用。先进的高性能计算机、高清晰度电视、宽带成像系统、平板显示器、机器人系统、医疗电子和诊断系统是依赖于薄膜材料利用的小型化设备技术的几个应用例子。

这本书提出了一个由先进的微电子应用领域的现代介电薄膜的科学领导者的新发展的深入概述。它包含对介质膜材料科学及其设备操作问题的清晰、简明解释,包括高k、低k、中k介质膜,以及封装技术中使用的介质膜的具体特征和要求。本书涵盖了广泛的相关主题,从物理原理到新型介电薄膜的设计、制造、表征和应用。

二氧化硅(SiO2)的介电性能在过去的40年中,高电阻率和优异的介电强度促进了微电子学的发展。二氧化硅薄膜在此期间已成功地应用于超大规模集成(ULSI)器件中的栅极和互连设计中。栅用介电薄膜需要具有较高的介电常数,而互连介质材料的介电常数要比SiO2低。
为了保持高驱动电流和栅电容要求的规模MOSFET(metal-oxide-silicon field effect transistors),今天,SiO2栅介质的厚度已经减少到小于2nm,并继续努力缩小到小于1nm的厚度。然而,SiO2 1.2nm以下的栅介质层不具备所要求的强度,同时超薄SiO2所需的绝缘性能栅介质引起了许多问题,如栅漏电流过大、可靠性降低等。因此,需要替代栅介质材料。
SiO2多年来一直是栅极和层间介质(ILD)应用的通用介电材料,因此必须由具有较高介电常数的材料代替,而对于互连应用,则必须用降低介电常数的材料来代替。二氧化硅的替代物,如HfO2,ZrO2,以及Al2O3,作为高k介电材料(在书的中心部分描述),它的材料性能与传统的致密SiO2有很大的不同。这些差异带来了许多技术上的挑战,这些都是密集研究的主题。此外,不仅需要开发新的浇口材料,而且还需要对许多工艺过程进行重新设计。例如,在低k材料的情况下(在书的第一节中讨论),在不同的工艺过程中形成的活性物种扩散到通孔中并造成严重的破坏。所有这些问题都促进了新技术方法的发展,这本书将讨论这些问题。

本书对微电子界的科学领袖所做的新发展进行了深入的概述。它涵盖了广泛的相关课题,从物理原理,设计,制造,表征和应用的新介电薄膜。这本书的目的是研究生水平的学生,博士生和工业研究人员,使他们能够了解这一重要领域的研究。

关于本书的相关评论

这本书组织得很好,有很好的技术深度和最新的技术研究信息。研究人员、研究生和从事寻找薄膜介电材料新材料和新工艺的工业界人士都会发现这本书是很有价值的参考资源。---IEEE电气绝缘杂志

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