TI: High-k-Materialien noch dieses Jahr im Fertigungseinsatz

Texas Instruments plant, so genannte "High-k"-Materialien für ihre leistungsfähigsten 45-nm-Chips zu verwenden. Noch in diesem Jahr soll ein Produkt aus dem Wireless-Bereich bemustert werden, der Start der Serienproduktion ist für Mitte 2008 geplant.

Seit Jahren untersuchen verschiedene Halbleiterhersteller "High-k"-Materialien, um damit die Leckströme in den Griff zu bekommen – ein größer werdendes Problem bei kleiner werdenden Strukturgrößen. TI möchte mit dieser Technik die Leckströme um den Faktor 30 pro Fläche senken, verglichen mit dem üblicherweise benutzten Dielektrikum aus Siliziumdioxid (SiO2).

"Wir beschäftigen uns seit fast zehn Jahren mit der der Forschung und Entwicklung von Hafnium-basierenden High-k-Materialien. Daher sind wir zuversichtlich, mit unserer Lösung die technologischen Hürden in Bezug auf die kleineren Prozessgeometrien nehmen zu können", ist sich Dr. Hans Stork sicher, Chief Technology Officer bei Texas Instruments.

Über einen CVD-Prozess (Chemical Vapor Deposition) möchte TI Hafniumsiliziumoxid (HfSiO) abscheiden, gefolgt von einer chemischen Reaktion mit einem Stickstoffplasma, um HfSiON zu erzeugen. Zwar wurden die Vorteile von Hafnium-basierenden Dielektrika nie infrage gestellt, aber die Implementierung stellte die Forscher vor einige Probleme. Darunter fallen Themen wie die elektrische Kompatibilität zu Standard-CMOS-Verfahren sowie der Abgleich der Ladungsträgermobilität und der Stabilität der Schwellenspannung, wie sie Gate-Dielektrika aus Siliziumdioxid bieten. TI konnte nach eigener Aussage diese Herausforderungen meistern, ohne andere Schlüsselparameter zu "opfern".

Da diese neue Technologie gegenüber Standard-CMOS-Prozess nur eine paar wenige, zusätzliche Prozessschritte hinzufügt, werden die Kosten wohl nicht signifikant steigen.