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2020年10月5日 13時00分
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Source: 田中控股株式會社
田中貴金屬:以液體釕前驅物實現世界最高水準的蒸氣壓値 開發CVD與ALD用前驅物「TRuST」
以優越的階梯覆蓋性及提升成膜速度,對半導體的高性能化做出貢獻

東京, 2020年10月5日 - (亞太商訊) - 田中控股株式會社(總公司:東京都千代田區,執行總裁:田中 浩一朗)宣布田中貴金屬集團旗下負責製造事業的田中貴金屬工業株式會社(總公司:東京都千代田區,執行總裁:田中 浩一朗)開發出蒸氣壓相較於以往的液體釕(元素記號Ru)前驅物(※1)提高多達約100倍,用於CVD(※2)與ALD(※3)的前驅物「TRuST」。經本公司內部評估,此實驗數值在常溫下為世界最佳的蒸氣壓值。


CVD與ALD用前驅物「TRuST」


前驅蒸汽壓力比較


在進行本項開發時,田中貴金屬工業負責前驅物的設計及合成,其成膜特性的最優化則由韓國嶺南大學校工科學院新素材工學部的SOO-HYUN, KIM教授負責研究。

這項技術對於用於智慧型手機與個人電腦,或在今後預料會有進一步需求的數據中心使用的半導體的高性能化與省電力化做出貢獻。

前驅物是指利用CVD(化學氣相沉積法)或ALD(原子層沉積法)等方法,在基板上形成金屬薄膜、金屬配線時所使用的化合物。在CVD與ALD製程上,能夠在各式各樣具有優越階梯覆蓋性的底基板上進行成膜,隨著半導體的微細化,朝結構複雜化與細線化發展的情況下,是一項極為有效的成膜方法。

本公司長久以來致力於開發以釕為首的各種貴金屬前驅物,這次利用電腦模擬等方式進行分子結構的小型化與最優化,成功開發出作為前驅物的重要特性――液體,且具有高蒸氣壓,適合成膜的熱穩定性的貴金屬化合物。相較於以往的液體釕前驅物,這項結果將蒸氣壓提升到約100倍以上的世界最高水準値。前驅物的蒸氣壓越高,或是前驅物的分子結構越小,能夠提高成膜室內的前驅物濃度或基板表面的前驅物分子吸附密度,因此相較於現有的前驅物,實現了優越的階梯覆蓋性及提升成膜速度。

此外,根據嶺南大學的研究結果, ALD成膜時每個循環的成膜速度約1.7Å,在液體釕的前驅物ALD成膜上,展現出世界最高水準的成膜速度。成膜後的電阻率數値約為13μΩ・㎝,得出接近原料釕金屬數値(7.6μΩ・㎝)的結果。

原料釕用於蒸鍍時,接近3000℃時則為高溫,做成名為前驅物的有機金屬化合物時,在真空狀態下即使在室溫~200℃左右的低溫時依然能氣化。藉此,可望對具有優越的階梯覆蓋性,高品質的釕膜實現高產能的成膜。然而在技術上難以同時滿足上述所有的特性,這項技術的實現是以往我們所面對的課題,這次成功開發出「TRuST」進而得以付諸實現。

本產品的樣品預計自2020年10月開始出貨。

有關背景及田中貴金屬工業的CVD與ALD用前驅物開發

過去,半導體配線材料的主原料主要使用的是銅、鎢與鈷,隨著半導體的發展,半導體也進一步走向微細化,對阻力更低,耐久性更高的貴金屬釕寄予厚望。此外,在電晶體閘極用電極與DRAM電容器用電極等方面,也在進行評估具有優越特性的釕。

近年來,由於IoT與AI、5G技術的進步,使用於雲端、智慧型手機與個人電腦的數字數據也急速增加。伴隨於此,在半導體開發方面,對於實現高性能省電的裝置,半導體微細化的需求更勝於以往。本公司作為貴金屬的專業製造廠,今後將透過開發更高品質的半導體材料,為半導體的發展帶來貢獻。

此外,本技術將於2020年10月5日至8日,在線上舉辦的IITC2020(International Interconnect Technology Conference:當初預定於美國加州聖荷西舉行),就「High-growth-rate atomic layer deposition of high-quality Ru using a novel Ru metalorganic precursor/能夠達到沉積速度快,高純度的Ru(釕)膜的ALD成膜」,在嶺南大學工科學院的SOO-HYUN, KIM教授監修下,由田中貴金屬工業的研究人員進行簡報。

(※1)前驅物/precursor 前驅體
在基板上形成金屬薄膜和金屬配線時用來作為原材料的化合物。
(※2)CVD/Chemical Vapor Deposition 化學氣相沉積法
此為化學的成膜方式,是一種在大氣壓~中度真空(100~10-1Pa)的狀態下,送進氣狀的氣體原料,注入熱、電漿、光等能源,在激發與促進化學反應的基材與基板的表面上形成金屬薄膜的方法。
(※3)ALD/Atomic Layer Deposition 原子層沉積法
CVD 及ALD 同為經由氣相將原料輸送到基板,並利用在反應器中的化學反應形成薄膜的方法,一般所具有的特色是在CVD內的原子與分子層是連續形成的,而在ALD內的原子與分子層則是一層層斷續性形成的。 

田中控股株式會社(統籌田中貴金屬集團之控股公司)
總公司:東京都千代田區丸之内2-7-3 東京大樓22F
代表:執行總裁 田中 浩一朗
創業:1885年
設立:1918 年※
資本額:5億日圓
集團連結員工數:5,138名(2019年度)
集團連結營業額:1兆1,496億400萬日圓(2019年度)
集團之主要事業內容:作為田中貴金屬集團中心的持股公司,從事戰略性且效率性的集團營運及集團各企業的經營指導
網址:https://www.tanaka.co.jp
※2010年4月1日起改為「將田中控股株式會社視為控股公司」之體制。

田中貴金屬工業株式會社
總公司:東京都千代田區丸之内2-7-3 東京大樓22F
代表:執行總裁 田中 浩一朗
創業:1885年
設立:1918年
資本額:5億日圓
員工人數:2,393名(2020年3月31日) 
營業額:9,926億7,987萬9,000日圓(2019年度)
營業内容:製造、銷售、進口及出口貴金屬 (白金、金、銀及其他)和多各種產業用貴金屬產品
網址:https://tanaka-preciousmetals.com

關於田中貴金屬集團

田中貴金屬集團自1885年(明治18年)創業以來,營業範圍向來以貴金屬為中心,並以此展開廣泛活動。在日本國內,以最高水準的貴金屬交易量為傲的田中貴金屬集團,長年以來除了進行產業用貴金屬產品的製造和販售外,也供應貴金屬寶石飾品和資產型的貴金屬商品。本集團以貴金屬專業團隊之姿,旗下的國內外各集團公司協調合作,使製造、販售與技術一體化,並供應相關產品與服務。此外,為了推動全球化,本集團於2016年將Metalor Technologies International SA納入集團子企業的一員。

今後本集團也將持續以「貴金屬專家」為定位,透過業務發展來為寬裕豐富的生活貢獻一己之力。

田中貴金屬集團核心5家公司如下所示 :
- 田中控股株式會社,純粹控股公司
- 田中貴金屬工業株式會社
- 田中電子工業株式會社
- 日本電鍍工程株式會社
- 田中貴金屬珠寶株式會社

新聞稿: http://www.acnnewswire.com/clientreports/598/20201006_TC.pdf

報導相關諮詢處
田中控股株式會社
https://tanaka-preciousmetals.com/en/inquiries-for-media/

Topic: Press release summary
Sectors: Metals & Mining, Electronics, Nanotechnology, Engineering
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