Infineon meldet Durchbruch bei Nanotechnologie

Erfolgreiche Miniaturisierung von Diffusions-Barrieren für die Nanotechnologie

Einem Infineon-Forscherteam soll die Schrumpfung von so genannten Diffusions-Barrieren bzw. Sperrschichten in den Bereichen von Nanotechnologie-Strukturen gelungen sein, die benötigt werden, um die Integrität von Chipleitungen sicherzustellen. Die Forschungsergebnisse würden belegen, dass es möglich sei, ultradünne Diffusions-Sperrschichten zu fertigen, die zur Sicherstellung der Chipfunktionalität von der International Roadmap for Semiconductors (ITRS) bis 2016 gefordert werden.

In einem Demonstrationsaufbau hat das Infineon-Forscherteam extrem dünne metallische Sperrschichten integriert, die zur hermetischen Einkapselung der Kupferleiterbahnen in den Metallisierungsebenen künftiger Chips erforderlich seien. Die elektrisch leitenden Schichten trennen die Kupferleitungen von der umgebenden dielektrischen Schicht, die für die Isolation sorgt. Die Einkapselung der Kupferleitung sei notwendig, da sonst das Kupfer in das Dielektrikum diffundiert und sowohl die elektrische Isolation als auch die darunter liegenden Transistorschaltungen zerstören könne.

Infineon: Diffusions-Barrieren mit unter 2 nm möglich

Um die bestmögliche Chip-Geschwindigkeit zu erreichen, müssen die Barrieren laut Infineon aus zwei Gründen so dünn wie möglich sein: Sehr dünne Sperrschichten lassen einerseits genug Platz für die leitenden Kupferbahnen. Darüber hinaus muss der Strom bei den vertikalen Verbindungen zwischen den Metallisierungsebenen (über so genannte Vias) auch durch die Sperrschichten fließen können - wobei der elektrische Widerstand direkt proportional zur Dicke der Schicht ist.

Die ITRS erwarte laut Infineon eine Verringerung der Barrieren-Dicke von derzeit 12 nm bei einer 100-nm-Fertigungstechnik bis auf nur noch 2,5 nm bei 22-nm-Fertigungstechnik, die voraussichtlich 2016 beherrscht werde. Wesentliche Zielsetzung der Infineon-Forscher sei es gewesen, die weitere Reduzierung der bisherigen Ta/TaN-Sperrschichten soweit voranzutreiben, dass die Vorgaben der ITRS-Roadmap erfüllt werden könnten.