化学机械抛光的主要要素

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1、孔洞和Te原子在快速可逆相变过程中起重要作用日前Gartner发布的2017年全球半导体市场初步统计显示，三星去年在全球半导体市场的份额达到14.6%,首次超越英特尔公司成为全球最大芯片制造商。去年全球半导体收入为4197亿美元同比增长22.2%。供应不足局面推动存储芯片收入增长64%,它在半导体总收入中的占比达到31%o除了三星首度登上全球第一大半导体厂，SK海力士跃居全球第3,美光排名也跃升至第4位。供应不足引发的价格上涨成为了推动存储芯片收入增长的关键动力。在半导体存储器中，市场主导的三种存储器技术为动态随机存储器（DRAM）、闪存（Flash）和静态随机存储器（SRAM）。随着工

2、艺技术节点推进至45nm以下，目前这三种存储器技术都已经接近各自的基本物理极限，DRAM的进一步发展对光刻精度提出了巨大挑战；Flash中电容变得界常的高和薄，为了延伸进一步提升密度，Flash的栅介质必须选用高k值的材料；而SRAM则随着工艺的演进开始面临信噪比和故障率方面的挑战。相变存储器就是基于0vshinsky效应的元件，被命名为0vshinsky电效应统一存储器.（Ovshinsky⑶首次描述了基于相变理论的存储器，材料在非晶态一晶态一非晶态相变过程中，其非晶态和晶态呈现不同的光学和电学特性，因此可以用非晶态代表“0”，晶态代表“1”实现信息存储，这被称为0vshinsky电子

3、效应。）相变存储器利用电能（热量）使相变材料在晶态（低阻）与非晶态（高阻）之间相互转换，实现信息的读取、写入和擦除,工作原理是将数据的写入和读取分为3个过程一一分别是“设置（Set）”、“重置（Reset）”和“读取（Read）”。“Set”过程就是施加一个宽而低的脉冲电流于相变材料上，使其温度升高到晶化温度Tx以上、熔点温度T”以下，相变材料形核并结晶，此时相变材料的电阻较低，代表数据“1”。“Reset”过程就是施加一个窄而强的脉冲电流于相变材料上，使其温度升高到熔点温度T“以上，随后经过一个快速冷却的淬火过程（降温速率〉109K/s）,相变材料从晶态转变成为非晶态，此时相变材料的电

4、阻很高，代表数据“0”。“Read”过程则是在器件2端施加低电压，如果存储的数据是“0”，那么器件的电阻较高，因而产生的电流较小，所以系统检测到较小的电流回馈时就判断是数据“0”；如果存储的数据是“1”，那么器件的电阻较低，因而产生的电流较大，所以系统检测到较大的电流回馈时就判断是数据“1”早期的相变存储材料由于结晶时会发生相变分离等原因，晶速率较慢（约微秒量级），如晞（Te）基合金，而到20世纪80年代初，科研人员发现了一批具有高速和变能力、晶态和非晶态具有明显光学性质差异的和变材料，其中Ge・Sb・To体系是故成熟的相变材料，Ge-Sb-Tc合金结晶速度快，因此写入利擦除速度都非常快

5、，能够满足高速存储性能的要求,由Inte1和意法半导体（STMicroelectronics）组建的恒忆（Numonyx）公司开发的相变存储器（图2）就基于Ge-Sb-Te合金和变材料在非晶态和晶态之间的纳秒级和变导致的电阻巨大差异是和变存储器的进行数据储存的重要依据。虽然很多材料在固态时都具有多重相态，但并不是所有的这些材料都具备相变材料的特征。首先，材料在非晶态与晶态之间的电阻差异要大，才可以满足相变存储器的数据储存要求，比如王国祥⑼测量了Ge-Sb-Te薄膜的电阻，从GST薄膜的R-T曲线（图4）可以看到，非晶态-fcc-hex的两个转变温度分别为168°C和约300°C,非晶与h

6、ex结构的薄膜电阻率相差约为6个数量级，非晶与fcc结构则柑差4个数量级，这样的电阻差异就能够满足存储要求；其次，材料的结晶速度要很快（纳秒级），口相变前后材料的体积变化要小，晶态和非晶态可循坏次数高，以保证数据能够高速重复写入，这就意味彳f用作存储材料可以获得更快的操作速度：最后对材料的热稳定性也有一定要求，结晶温度足够高，材料的热稳定性会好，以保证相变存储器可以在较高的温度下工作，数据才能够保存足够K时间，但是结晶温度过高也会带來负面影响，比如需要更高的操作电压或电流等。首先，在相变存储单元中，选通器件（MOS晶体管或二极管）的驱动能力是有限的（0.5mA/m）,而器件RESET操作

7、固有的能耗决定了器件的能量效率，因此我们需要降低相变材料层中有效相变区域的非晶化电流，以降低器件操作驱动的难度，有效降低器件的操作功耗；其次，GST材料木身的结晶温度过低，造成了材料的非晶态热稳定性较差的问题，使GST材料研究发现，通过掺杂的方法不仅大大提高了GST材料的晶态电阻，降低了器件的RESET功耗，同时提升了材料的晶化温度，显著改善了材料非晶相的数据保持能力。进一步研究发现，与掺杂N、O、Si和Sn元素或化合物SiCh、T