應對“更高”存儲器件的ALD填充技術——深入解析泛林集團Striker ICEFill電介質填充技術

（源自泛林集團接受EE Times采訪）

對3D NAND、DRAM和邏輯芯片制造商來說，高深寬比復雜架構下的填隙一直是一大難題。

對此，泛林集團副總裁兼電介質原子層沉積（ALD）產品總經理Aaron Fellis介紹了Striker?FE增強型ALD平臺將如何以其高性能推進技術路線圖的發(fā)展。

沉積技術是推進存儲器件進步的關鍵要素。但隨著3D NAND堆棧的出現(xiàn)，現(xiàn)有填充方法的局限性已開始凸顯。

泛林集團去年推出的Striker?FE增強版原子層沉積（ALD）平臺可解決3D NAND和DRAM領域的半導體制造難題。該平臺采用了被稱為“ICEFill”的先進電介質填充技術，可用于先進節(jié)點下的3D NAND和DRAM架構以及邏輯器件。泛林集團副總裁兼電介質ALD產品總經理Aaron Fellis指出，填充相關技術的需求一直存在，但原有的那些方法已不能滿足新的需求，尤其是3D NAND堆棧越來越高。他表示：“除了堆疊層數(shù)非常高以外，為了能整合不同步驟，還要通過刻蝕來滿足不同的特征需求。最終我們需要用介電材料重新進行填充，這種材料中最常見的則是氧化硅?！?/p>

Fellis指出，化學氣相沉積、擴散/熔爐和旋涂工藝等半導體制造行業(yè)一直以來使用的傳統(tǒng)填充方法總要在質量、收縮率和填充率之間權衡取舍，因此已無法滿足3D NAND的生產需求，“這些技術往往會收縮并導致構建和設計的實際結構變形”。

由于穩(wěn)定、能耐受各種溫度且具備良好的電性能，氧化硅仍然是填隙的首選材料，但其沉積技術已經有了變化。以泛林集團的Striker ICEFill為例，該方案采用泛林獨有的表面改性技術，可以實現(xiàn)高選擇性自下而上的無縫填充，并同時能保持原子層沉積（ALD）固有的成膜質量。

Fellis表示：“標準ALD技術能大幅提升沉積后的成膜質量，這樣就解決了收縮的問題?！?/p>

采用ICEFill先進電介質填隙技術的Striker?FE增強版原子層沉積平臺可用于3D NAND和DRAM架構的填充

在Fellis看來，即使能通過高密度材料實現(xiàn)良好的內部機械完整性，標準ALD仍可能導致某些器件中出現(xiàn)間隙，而且其延展性可能出現(xiàn)問題。而采用自下而上填充的ICEFill則能實現(xiàn)非常高質量的內部成膜且不會收縮。“它的可延展性非常高。”他表示，這意味著可用其滿足任何步驟的填充需求，包括用于提升機械強度和電性能等，“在所制造的器件內部某一特定間隙中，填充材料都具有統(tǒng)一的特性?！?/p>

用于存儲器件的沉積技術有自己的路線圖，而推動其發(fā)展的各種存儲技術進步也同時決定了現(xiàn)有技術的“保質期”，F(xiàn)ellis表示，“技術將向更高和更小發(fā)展”。預料到3D NAND堆棧增高帶來的挑戰(zhàn)，泛林集團早已開始著手改進其Striker產品。他說：“隨著客戶按自己的路線圖發(fā)展，我們看到他們需要提高成膜性能的需求。堆疊依然是創(chuàng)新的推動力。”

美國半導體產業(yè)調查公司VLSI Research總裁Risto Puhakka表示，作為ALD技術的主導者，泛林集團的技術需求反映了存儲行業(yè)的普遍需求，即通過提升存儲密度來滿足人工智能等應用的高存儲需求，但同時還要避免成本提升。而3D NAND等存儲器件隨著堆棧高度不斷提升，對填充技術也提出了更高的要求。Puhakka說：“堆棧相關的制造難題越來越多，芯片制造商也會擔心花費過高的問題?！痹谶@種情況下，繼續(xù)使用非常熟悉的材料（例如氧化硅）有助于更好地預測成本。