据电子工程专辑报道，Applied Materials公司近日推出三个用于45nm节点及以上工艺的先进闸极堆叠和相关应用的工具，从而大步跨入了高介电金属闸极领域。

Applied Materials公司正在推出针对其现有单晶圆Centura平台的原子层沉积(ALD)模块。ALD模块据称可以实现用于逻辑和内存器件的基于铪的先进高介电材料。此外，该公司还提供其Endura平台的各种新配置，Endura平台可以实现晶体管设计中金属闸极的开发。该公司还发布了用于高介电金属闸极应用的新内层蚀刻工具。

这些工具旨在用来开发逻辑领域的两个主要的闸极堆叠阵营：取代闸极(replacement gate)和前闸极(gate first)。据报道，Intel公司正在开发45nm节点的取代闸极技术，而IBM公司成为竞争的前闸极方案的支持者。剩下的波形蚀刻流程、FUSI (完全硅化)、MIPs (金属插入多晶硅堆叠)等闸极堆叠提案不再被视为主流解决方案。

通过这次发布，Applied公司正在拓展其在新兴而尚有空间的ALD市场的工作。除了Applied公司之外，Aviza、Genus、Hitachi Kokusai、IPS、Novellus、TEL和Veeco等公司也在销售ALD工具。一些ALD供应商的工具针对DRAM、铜阻障层/种晶层、存储市场或这些市场的综合市场。

Applied并不是ALD市场的门外汉。早在2002年，该公司就推出了针对面向缝隙应用的铜阻障层/种晶层市场的ALD工具产品线。然而，在这些应用中，物理层沉积(PVD)催生了对ALD的需求。

目前，Applied正在推出其针对高介电金属闸极市场的新ALD工具。高介电不是一种新技术。Samsung和Hynix等DRAM供应商已经在其收缩内存设计中采用高介电材料作为缩小电容器尺寸的方法。DRAM制造商已经利用ALD来实现高介电薄膜。

Samsung等公司正在力争开发基于电荷存储闪存技术的下一代NAND。电荷存储闪存也将需要高介电薄膜。为了实现这些薄膜，ALD将是必需的。

对于逻辑领域的闸极堆叠应用，市场发生了根本性变化。二氧化硅已经在逻辑领域的45nm节点中风光不再，这催生了对高介电和金属闸极的需求。设备制造商AMD、IBM、Intel、NEC等公司正在45nm及以上节点的高介电金属闸极时代中不断向前发展。

给闸极堆叠应用开发高介电材料有各种各样的方法，包括ALD、MOCVD和其它方法。Applied据说将为逻辑领域的闸极堆叠应用同时提供ALD和MOCVD方法。

Applied公司薄膜组员工Reza Arghavani表示，MOCVD针对100～200埃的厚膜，而ALD则针对50埃以下的薄膜。

为了实现高介电和金属闸极，Applied公司目前提供三个工具：带新高介电模块的现有Centura平台、针对金属闸极的现有Endura平台、以及用于内层蚀刻的新Carina系统。

在一个计划说明书中，该公司宣称能够以最低成本用大约15个步骤开发高介电金属闸极结构。但是该公司并未提供关于薄膜、生产能力和其它规格的技术细节。

对于ALD，Applied公司的Centura平台由四个模块组成：ALD模块、氧化模块、氮化模块以及退火模块。公司的ALD模块支持10～30埃的薄膜。

对于金属闸极，Applied目前提供其Endura平台的各种不同配置，具体配置取决于要求。此外，Applied公司还在其Centura平台中推出了内层蚀刻模块。所谓的Carina产品线针对45nm及以上节点的高介电金属闸极技术。

该公司表示，“系统的基准性能的关键在于其专有的高温阴极，高温处理工艺可以生产出光滑直立的轮廓，并且没有困扰传统温度处理工艺的高介电‘残渣’和硅槽。”