半導(dǎo)體工藝演進(jìn)對DRAM、邏輯器件和NAND的影響

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家，在演講中介紹更多的是制造工藝的發(fā)展趨勢及其對清洗的影響。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定義的，美光DRAM基于字線，三星和SK海力士則基于主動(dòng)晶體管。

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的鞍形鰭片存取晶體管。具有掩埋字線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－高長寬比結(jié)構(gòu)的演變。

影響DRAM工藝縮減的主要問題是電容。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。

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工藝對清洗和濕條帶的需求。

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)?？梢钥闯?，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，而且越來越復(fù)雜的多層圖案化方案也會(huì)造成多次清洗。