2 月 26 日消息,三星電子 DS 部門(mén) CTO 宋在赫(???)在上周于舊金山舉行的國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議(ISSCC)上發(fā)表主題演講,,并展示了其晶圓鍵合,、低溫蝕刻和鉬應(yīng)用等技術(shù)。
據(jù)介紹,,這些技術(shù)將從 400 層的 NAND 閃存技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用,,而且他還提到,“鍵合技術(shù)可用于(在 NAND 區(qū)域)實(shí)現(xiàn) 1000 多層(堆疊)”,。
注:晶圓鍵合是指分別制造外圍晶圓和單元晶圓,,然后將它們鍵合在一起形成單個(gè)半導(dǎo)體。
宋部長(zhǎng)當(dāng)天還公開(kāi)展示了 1000 層 NAND 的“Multi-BV NAND”結(jié)構(gòu) PPT(上圖),,堆疊四片晶圓(2+2)以打破結(jié)構(gòu)限制,。實(shí)際上,早在 2022 年于硅谷舉行的“2022 年三星技術(shù)日”上,,三星就承諾將在 2030 年之前開(kāi)發(fā)出 1000 層 NAND,。
當(dāng)然,三星電子并不是唯一一家研究這些結(jié)構(gòu)的公司。全球第二大 NAND 閃存企業(yè)鎧俠也在研究類(lèi)似的“多棧 CBA (CMOS directly Bonded to Array)”,,其目標(biāo)是到 2027 年開(kāi)發(fā)出 1000 層 3D NAND,。
長(zhǎng)江存儲(chǔ)則將該技術(shù)命名為“Xtacking”,且早在 100 層以下的產(chǎn)品就已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用,,而長(zhǎng)江存儲(chǔ)目前正在量產(chǎn) 270 層的 NAND 閃存,。據(jù) ZDNet 周一報(bào)道,三星將為此與長(zhǎng)江存儲(chǔ)建立合作關(guān)系,。
據(jù) ZDNet 報(bào)道,,三星之前在 NAND 生產(chǎn)上使用的是 COP(Cell on Peripheral)方法,其中外圍電路被放置在一個(gè)晶圓上,,并且單元堆疊在頂部,。然而,隨著層數(shù)的增加,,下層外圍的壓力會(huì)影響可靠性,。
業(yè)內(nèi)人士表示,在單個(gè)晶圓上僅通過(guò)單元堆疊的方式最多可堆疊約 500 層 NAND,,要想實(shí)現(xiàn)三星承諾的 1000 層 NAND 則不可避免地用到多片晶圓,。
除晶圓鍵合技術(shù)外,三星還展示了為下一代 NAND 的大批量量產(chǎn)而準(zhǔn)備的低溫蝕刻和鉬沉積等創(chuàng)新技術(shù),。
低溫蝕刻預(yù)計(jì)將用于 400 層或以上的 NAND 通孔,,目前東京電子(TEL)與 Lam Research 正在開(kāi)發(fā)相關(guān)設(shè)備。
低溫蝕刻設(shè)備最大的特點(diǎn)是能夠在極低的溫度下保持高速蝕刻,,從而減少 NAND 蝕刻期間的堆疊問(wèn)題,。對(duì)此,三星電子和 SK 海力士分別壓鑄于 TEL 設(shè)備和 Lam Research 設(shè)備,。
三星還準(zhǔn)備為字線(與晶體管源極部分連接的線路,,負(fù)責(zé)讀取和寫(xiě)入)材料引入鉬(Mo)元素,以此取代鎢(W)和氮化鈦(TiN)材料,,從而大幅降低晶體管的“電阻率”,。
業(yè)內(nèi)人士表示:“通過(guò)鎢可以減少的層高已經(jīng)達(dá)到極限。如果使用鉬則可以進(jìn)一步減少 30% 至 40%,。目前,,TEL 和 Lam 同樣也在這一領(lǐng)域進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),而 Lam 公司已經(jīng)向三星電子提供了多臺(tái)鉬沉積設(shè)備,。
材料業(yè)界人士表示:“隨著新技術(shù)的應(yīng)用,,繼設(shè)備市場(chǎng)之后,材料市場(chǎng)也將經(jīng)歷一場(chǎng)大動(dòng)蕩,。從新一代 NAND 閃存開(kāi)始,,不僅是前驅(qū)體,,蝕刻液劑,、動(dòng)力氣體等也將迎來(lái)大量變革,。”