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加速实现3D:泛林集团推出了开创性的选择性蚀刻解决方案
(2024年12月21日更新)


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近日,泛林集团推出了三款开创性的选择性蚀刻产品:Argos、Prevos和Selis。

这些突破性产品旨在补充和扩大泛林集团行业领先的蚀刻解决方案组合,使芯片制造商能够以高选择性和埃米级精度蚀刻和修改薄膜,实现最先进的集成电路(IC)性能和加速3D路线图。

在我分享泛林集团独特的选择性蚀刻方法之前,让我们先了解一下,3D下一代芯片创造的复杂挑战。

精度要求

微缩(即缩小芯片中的小器件,如晶体管和存储单元)从来都不容易,但要使下一代先进的逻辑和存储器件成为现实,有必要在原子级尺度上创建新的结构。当处理如此小的维度时,几乎没有变化的空间。

更复杂的是,材料需要在各个方向上同性地或均匀地去除。因此,需要一个新的过程来改变芯片的更好性能。例如,在环栅中(GAA)在结构中,牺牲SiGe层需要通过各向同性蚀刻部分或全部去除,但不会损失或损坏相邻的硅层。

从finFET到GAA过渡驱动了各向同性的关键选择性蚀刻要求

精确选择性蚀刻和表面处理

如下图所示,精确选择性蚀刻的挑战可以最好地呈现在以下四个材料示例中。在满足各向同性轮廓角控制的情况下,准确蚀刻下图中的材料(绿色部分)而不蚀刻或损坏任何其他层。

精密表面处理需要修改其中一层的材料属性,以确保在不损坏或修改其他层的情况下提高设备性能。

新材料需要精确的能量调节

如今,在创建设备结构时,一个常见的处理步骤是去除硅(Si)同时留下氧化硅(SiO2)层。在基于离子的蚀刻中,我们可以使用无需去除层的掩膜来控制去除的膜。

通过使用我们的选择性蚀刻产品,我们可以选择性地去除硅并留下氧化硅,制造能量极低的蚀刻剂,其能量仅大于Si-Si键合能(3.4 eV)、但少于硅和氧(Si-O)键合能(8.3 eV),使其在相对较小的范围内(4.9 eV)。

然而,新材料的能量范围要小得多。例如,在GAA仅在设备中去除SiGe不去除相邻层Si层需要小于0.3 eV能量调谐范围内。

真正准确的选择性蚀刻需要先进的高分辨率能量调整作为系统设计的基本组成部分。这种能力远远超过了传统块蚀刻方法所支持的性能水平。此外,泛林集团选择性蚀刻产品设计的核心是增加步骤、工艺和腔室的复杂组合,以满足原子层精度的严格要求。

新材料促进了对高分辨率能量调节的需求

Argos、Prevos和Selis选择性蚀刻被提升到的水平

泛林集团新的精密选择性蚀刻和表面处理设备组合有望加速芯片制造商的3D逻辑和存储路线图是半导体行业的重大进化飞跃。

● Argos它可以为革命性和创新性提供新的选择性表面处理方法MARS(亚稳态活性自由基源)能产生非常温和的自由基等离子体,这是先进逻辑应用中高度选择性的表面改性所必需的。

● Prevos化学蒸汽反应器用于极低能量下高精度的选择性蚀刻。泛林集团开发了一种新型的专有化学催化剂,专门用于天然氧化物突破、精密修复和凹槽等高选择性应用。

● Selis通过使用低能量自由基源自由基源控制等离子体提高到一个新的水平。它还具有极低的能量处理模式,专门为选择性必须超高的极端应用而设计,如形成GAA结构非常关键SiGe选择性刻蚀步骤。这个过程非常准确,Selis可在不损坏关键硅层的情况下进行蚀刻SiGe层。

通过合作实现更大的创新

3.支持客户D路线图,我们需要在源技术、化学成分、材料科学等重要腔室硬件设计方面进行大胆的新开发。我为泛林集团的团队感到非常自豪,他们让这些产品成为现实,包括一些顶尖的技术专家,他们专注于源技术和颠覆性腔室硬件的开发Mitsumi代理设计;一群致力于开发新化学成分的优秀化学家,以支持我们在蚀刻过程和表面处理方面的创新方法。通过与客户、技术专家和产品团队的合作,他们在选择性蚀刻创新方面取得了突破,这将为下一代提供3家世界领先的芯片制造商D逻辑和存储设备。

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