Uma equipe de pesquisa conjunta da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan e da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, na Coreia do Sul, liderada pelos professores Byungjo Kim e Jihwan An, desenvolveu com sucesso um novo processo de plasma pós-dopagem (PDP) que melhora significativamente o desempenho de dispositivos de memória semicondutora DRAM. Com a crescente miniaturização de dispositivos eletrônicos, semicondutores de memória, como a DRAM, enfrentam problemas como vazamento e estabilidade reduzida, que as tecnologias de fabricação tradicionais não conseguem solucionar.

Capacitores em DRAM são componentes essenciais para armazenamento de carga e seu desempenho depende em grande parte da qualidade da camada dielétrica. O dióxido de titânio dopado com alumínio (ATO) é um material dielétrico ideal devido à sua alta constante dielétrica e excelente supressão de corrente de fuga. No entanto, o ATO cultivado usando métodos tradicionais de deposição em camada atômica (ALD) sofre de desordem de rede e vacâncias de oxigênio, resultando em instabilidade do material e aumento da corrente de fuga. Para enfrentar esse desafio, a equipe de pesquisa introduziu o processo PDP, que deposita uma camada dielétrica de TiO₂ via ALD, a reveste com uma camada ultrafina de óxido de alumínio e a trata com um plasma composto de argônio e oxigênio. O tratamento com plasma não apenas promove a migração de dopantes de alumínio em nível atômico e a reordenação da rede, mas também preenche efetivamente as lacunas de oxigênio, melhorando significativamente o desempenho dos capacitores DRAM. Dados experimentais mostram que a constante dielétrica dos capacitores DRAM tratados com o processo PDP aumentou em aproximadamente 30% e a corrente de fuga diminuiu em quase 40 vezes.

O Professor Ahn afirmou que esse processo de camada atômica tem amplas perspectivas de aplicação, não apenas para DRAM, mas também para dispositivos eletrônicos de próxima geração e sistemas de armazenamento de energia. O Professor Kim também enfatizou que compreender as interações fundamentais entre plasmas e materiais em escala atômica é um grande avanço científico na fabricação de semicondutores e ajudará a Coreia do Sul a manter sua vantagem competitiva na indústria global de semicondutores.