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邏輯器件

14張圖看懂半導(dǎo)體工藝演進(jìn)對(duì)DRAM、邏輯器件和NAND的影響

發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:145


近期筆者在清洗業(yè)務(wù)研討會(huì)上發(fā)表了演講。我不是一名清洗工藝專(zhuān)家,在演講中介紹更多的是制造工藝的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)清洗的影響。我將在這篇文章中分享并進(jìn)一步討論那次演講的內(nèi)容,主要圍繞DRAM、邏輯器件和NAND這三大尖端產(chǎn)品。

DRAM

在DRAM章節(jié)的第一張幻燈片中,我按公司和年份呈現(xiàn)了DRAM工藝節(jié)點(diǎn)的變化。美光科技、三星和SK海力士是DRAM市場(chǎng)的主導(dǎo)廠商,所以我以這三家公司為代表展示了其各自的工藝節(jié)點(diǎn)。DRAM節(jié)點(diǎn)尺寸目前是由器件上最小的半間距來(lái)定義的,美光DRAM基于字線(xiàn),三星和SK海力士則基于主動(dòng)晶體管

14張圖看懂半導(dǎo)體工藝演進(jìn)對(duì)DRAM、邏輯器件、NAND三大尖端產(chǎn)品的影響

圖表下方在一定程度上展示了關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展情況。左側(cè)展示了具有掩埋字線(xiàn)的鞍形鰭片存取晶體管。具有掩埋字線(xiàn)的鞍形鰭片是目前存取晶體管的標(biāo)準(zhǔn)。在中間和右下角,顯示了DRAM電容器向更細(xì)節(jié)距-高長(zhǎng)寬比結(jié)構(gòu)的演變。

影響DRAM工藝縮減的主要問(wèn)題是電容。為了可靠地存儲(chǔ)數(shù)據(jù),電容需要大于一定的閾值。要繼續(xù)制造出占用面積更小的電容,可以把電容做得更高,薄膜更薄,或者增加薄膜的K值。但是問(wèn)題在于,雖然從機(jī)械穩(wěn)定性的角度還可以可靠地做出更高更薄的電容,但是隨著薄膜厚度的降低,漏電會(huì)增加,而且隨著薄膜K值的增加,帶隙減小也會(huì)導(dǎo)致漏電問(wèn)題。當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)是使用低漏電的鋁基氧化物薄膜和用于高k值的鋯基薄膜組成的復(fù)合膜,而且目前還不清楚是否還會(huì)有更好的替代方案。

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在第五張和第六張幻燈片中,我介紹了一些主要的DRAM工藝塊,并討論了DRAM工藝對(duì)清洗和濕條帶的需求。

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我在DRAM章節(jié)最后一張幻燈片中展示了三星工藝節(jié)點(diǎn)的清洗次數(shù)。可以看出,隨著工藝尺寸的縮減,DRAM清洗次數(shù)也在增加,這主要是因?yàn)樵诔两饪滩襟E后需要進(jìn)行更多次背面斜面清潔,而且越來(lái)越復(fù)雜的多層圖案化方案也會(huì)造成多次清洗。

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