2020年6月26日
与Unist附属的国际研究人员推出了一种新的材料，可以在电子设备的小型化中实现重大跨利赛。在着名的期刊上发表自然这项研究代表了未来电子产品的重大成就。
这一突破来自一项研究，由赫翁苏克斯教授（原始科学学院，Unist）和首席研究员从三星高级理工学院（SAIT）博士，与剑桥大学的石墨岛旗舰研究人员合作亚博老虎机网登录（英国）和加泰罗尼斯纳米科学和纳米技术研究所（ICN2，西班牙）。亚博老虎机网登录
在这项研究中，该团队成功地证明了具有极低介电常数以及高击穿电压和优异的金属阻挡性能的非晶氮化硼（A-BN）的薄膜的合成。研究小组指出，这种新制造的材料具有巨大的潜力，作为下一代电子电路中的互连绝缘子。
在电子电路中的逻辑和存储器设备的小型化的正在进行的过程中，最大限度地减少与芯片上的不同器件组件链接的间通尼电汇的尺寸 - 这是至关重要的，以保证改进设备的性能和更快的响应。
已经致力于降低缩放互连的电阻的广泛研究工作，因为使用互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容过程的电介质的整合已经被证明是特别挑战。
根据研究团队，所需的互连隔离材料不仅应具有低相对介电常数（称为K值），而且还应热，化学和机械稳定。亚博网站下载
持续的追求以超低k（相对介电常数在2或2以下）中获得材料，避免了半导体工业中薄膜中的亚博网站下载毛孔至少20年的人工。
已经进行了几次尝试以具有所需特性的材料开发材料，但由于机械性能差或集成时的化学稳定性亚博网站下载差，因此，这些材料未能成功集成在互连中。
在这项研究中，联合研究成功地证明了线的后端（BEOL）兼容的方法，以使非晶硼氮化物（A-BN）具有极低的速电介质。特别地，它们使用低温远程电感耦合等离子体 - 化学气相沉积（ICP-CVD）在Si衬底上合成约3nm薄A-Bn。
所得材料在1.78的范围内显示出极低的介电常数，比当前可用绝缘体的介电常数低30％。
在这项研究中，联合研究成功地证明了线的后端（BEOL）兼容的方法，以使非晶硼氮化物（A-BN）具有极低的速电介质。特别地，它们使用低温远程电感耦合等离子体 - 化学气相沉积（ICP-CVD）在Si衬底上合成约3nm薄A-Bn。
所得材料在1.78的范围内显示出极低的介电常数，比当前可用绝缘体的介电常数低30％。
“我们发现温度是最重要的参数，具有在400°C时发生的理想A-BN膜沉积，”Seokmo Hong在自然科学博士学位，第一个研究作者。亚博老虎机网登录“这种具有超低型K的该材料还表现出高击穿电压，并且可能是优质的金属阻挡性能，使薄膜对实际电子应用非常有吸引力。”
浦项光源-II 4D光束线以部分电子产率（PEY）模式测量的角度依赖性近边缘X射线吸收细结构（NEXAF）还用于研究A-BN的化学和电子结构。他们的研究结果表明，不规则的随机原子布置导致介电常数下降。
新材料还表现出优异的高强度的机械性能。此外，当研究人员在非常恶劣的条件下测试A-BN的扩散阻挡性能时，它们发现它可以防止金属原子从互连迁移到绝缘体中。
该结果将有助于解决CMOS集成电路制造中的互连的长期问题，从而实现电子设备的进一步小型化。
“电气，机械和热稳健的低k材料（K <2）的发展长期以来一直在技术上挑战，”亚博网站下载Samsung Advanced Ob Obsitute Of The Affogity Ob Obsitute Ob Of The Avent Co. Hyeon-Jin Shin说道。“我们的研究也是一个很好的例子，显示公司和学术机构共同努力创造更大的协同作用。”
“我们的结果表明，二维六边形BN的无定形对应物具有高性能电子产品的理想低k介电特性，”Shin教授说。“如果他们是商业化的，那么克服了整个半导体行业的危机将是一个很大的帮助。”
Manish Chhowalla教授，位于英国剑桥石墨岛旗舰合作伙伴大学，英国和纳米科学纳米科学研究所（ICN2）的斯蒂芬罗氏教授，西班牙也参加了该研究。亚博老虎机网登录该研究的结果已在着名期刊上发表，自然2020年6月24日。
他们的工作已经得到了三星电子，IBS和全球前沿研发计划的先进软电子中心的支持，通过科学和信息通信技术部，韩国国家研究基金会。亚博老虎机网登录
期刊参考文献
Seokmo Hong，Chang-Seok Lee，Min-Hyun Lee，等。，“超低介电常数非晶硼氮化物”自然，（2020）。DOI：10.1038 / S41586-020-2375-9
来源：https://www.unist.ac.kr/