Приложените материали ускоряват мащабирането на DRAM кондензатор
Статия от: Applied Materials Inc.
Категория: Оборудване
2021-05-12
(0) Коментари
Applied Materials Inc. стартира решения за инженеринг на материали, които дават на своите клиенти с памет три нови начина за по-нататъшно мащабиране на развитието на DRAM.
Applied Materials Inc. стартира решения за инженеринг на материали, които дават на своите клиенти с памет три нови начина за допълнително мащабиране на DRAM и ускоряване на подобренията в производителността на чипа, мощността, площта, цената и времето за пускане на пазара (PPACt).
Дигиталната трансформация на глобалната икономика генерира рекордно търсене на DRAM. Интернет на нещата (IoT) създава стотици милиарди нови изчислителни устройства на ръба, които водят до експоненциално увеличение на данните, предавани към облака за обработка. Индустрията спешно се нуждае от пробиви, които могат да позволят DRAM да се мащабира, за да намали площта и разходите, като същевременно работи при по-високи скорости и използва по-малко енергия.
Applied Materials работи с клиенти на DRAM за комерсиализиране на три инженерни решения за материали, които създават нови начини за свиване, както и подобряване на производителността и мощността. Решенията са насочени към три области на DRAM чиповете: кондензатори за съхранение, свързващи кабели и логически транзистори. Сега те набират голям обем и се очаква значително да увеличат приходите от DRAM на Applied през следващите няколко години.
[Уебинар] Как да преодолеем EMI теста
Твърда маска Draco за мащабиране на кондензатор
Тъй като над 55% от площта на матрицата на DRAM чип е заета от масиви памет, увеличаването на плътността на тези клетки е най-големият лост за намаляване на цената на бит. Данните се съхраняват като заряди в цилиндрични, вертикално разположени кондензатори, които се нуждаят от възможно най-голяма повърхност, за да задържат достатъчен брой електрони. Тъй като производителите на DRAM стесняват кондензаторите, те също ги удължават, за да увеличат максимално повърхността.
Появи се ново технологично предизвикателство пред мащабирането на DRAM: ецването на дълбоките отвори на кондензатора заплашва да надхвърли границите на материала на „твърдата маска“, който действа като шаблон за определяне къде е поставен всеки цилиндър. Ако твърдата маска е гравирана, шаблонът е разрушен. По-високите твърди маски не са жизнеспособни, защото тъй като комбинираната дълбочина на твърдите маски и отворите на кондензатора надхвърля определени граници, страничните продукти от ецване остават и причиняват огъване, усукване и неравномерни дълбочини.
Решението е Draco, нов материал за твърда маска, който е съвместно оптимизиран да работи със системата за ецване Sym3 Y на Applied в процес, наблюдаван от метрологичната и инспекционна система PROVision eBeam на Applied, която може да извършва почти половин милион измервания на час. Твърдата маска Draco увеличава селективността на ецване с повече от 30 процента, което позволява по-къса маска.
Ко-оптимизирането на твърдата маска Draco и Sym3 Y включва усъвършенствано RF пулсиране, което синхронизира ецването с отстраняването на страничния продукт, за да даде възможност за шарене на дупки, които са идеално цилиндрични, прави и еднакви. Системата PROVision eBeam предоставя на клиентите масивни, незабавни данни за действие относно еднаквостта на критичните размери на твърдата маска, което е ключът към еднаквостта на кондензатора. Решението на Applied предоставя на клиентите 50-процентно подобрение в еднаквостта на локалните критични размери и намалява мостовите дефекти със 100 пъти, като по този начин увеличава добивите.
„Най-добрият начин за бързо решаване на предизвикателствата, свързани с инженерството на материалите с нашите клиенти, е съвместното оптимизиране на съседни стъпки и използването на масивни измервания и AI за оптимизиране на променливите на процеса“, каза д-р Раман Ачутараман, вицепрезидент на групата, група за полупроводникови продукти в Applied Материали.
Внасяне на Черен диамант
Low-k диелектрик за пазара на DRAM
Вторият ключов лост на мащабирането на DRAM е намаляването на площта на матрицата, необходима на свързващото окабеляване, което насочва сигналите към и от масивите памет. Всяка от металните линии е заобиколена от изолационен диелектричен материал за предотвратяване на смущения между сигналите за данни. През последните 25 години производителите на DRAM са използвали един от двата силициеви оксида – силан и тетраетоксисилан (TEOS) – като диелектричен материал. Непрекъснатото изтъняване на диелектричните слоеве намали размерите на DRAM матрицата, но създаде ново технологично предизвикателство: сега диелектриците са твърде тънки, за да предотвратят капацитивно свързване в металните линии, при което сигналите си пречат един с друг, причинявайки по-висока консумация на енергия, по-бавна производителност, повишена топлина и надеждност рискове.
Решението е Black Diamond, диелектричен материал с ниско K, използван за първи път в съвременната логика. Тъй като дизайнът на DRAM сега е изправен пред подобни предизвикателства при мащабиране, Applied адаптира Black Diamond към пазара на DRAM и го прави достъпен на високопроизводителната платформа Producer GT. Black Diamond за DRAM позволява по-малки, по-компактни кабели за свързване, които могат да пренасят сигнали през чиповете при скорости от няколко гигахерца без смущения и при по-ниска консумация на енергия.
High-k транзистори с метален затвор внасят подобрения на PPAC в DRAM
Третият ключов лост на DRAM мащабирането е подобряването на производителността, мощността, площта и цената на транзисторите, използвани в периферната логика на чипа, за да се подпомогне управлението на входно-изходните (I/O) операции, необходими във високопроизводителната DRAM като тези, базирани на новата DDR5 спецификация.
До днес DRAM използваше транзистори, базирани на полисилициев оксид, които бяха премахнати в леярната логика от 28-нанометровия възел, тъй като изключителното изтъняване на диелектрика на затвора позволяваше изтичане на електрони, като по този начин се губеше енергия и ограничаваше производителността. Създателите на логика приеха транзистори с метален порт (HKMG) с висок k, заменяйки полисилиция с метален порт и диелектрика с хафниев оксид, материал, който подобрява капацитета на порта, утечката и производителността. Сега производителите на памет проектират HKMG транзистори в усъвършенствани DRAM дизайни, за да подобрят производителността, мощността, площта и цената. В DRAM, както и в логиката, HKMG все повече ще замества полисилициевите транзистори с течение на времето.
Тази технологична промяна в DRAM създава възможности за растеж за Applied Materials. По-сложният и деликатен набор от материали HKMG е предизвикателство за производство и обработката във вакуум на съседни стъпки с помощта на системата Endura Avenir RFPVD на Applied се превърна в предпочитаното решение в индустрията. Транзисторите HKMG също се възползват от технологиите за епитаксиално отлагане на Applied, като Centura RP Epi, заедно с филмови обработки, включително RadOx RTP, Radiance RTP и DPN, които се използват за фина настройка на характеристиките на транзистора за оптимална производителност.
„Твърдата маска Draco и диелектрикът Black Diamond low-k се възприемат от водещи клиенти на DRAM и първите HKMG DRAM вече се представят“, добави д-р Ачутараман. „Applied Materials предвижда милиарди долари ръст на приходите, тъй като тези промени в DRAM се разиграват през следващите няколко години.“
Честито на победителите от 1-ви кръг!
Кръг 2 започва сега!
Споделете това:
Туитър
Още
Телеграма
Скайп
Tumblr
Джоб
Печат
Свързани
Етикети:
Памет
Полупроводниково оборудване