Stfw.Ru
Samsung Electronics
Традиционно литографические нормы в сфере производства микросхем памяти отстают от сферы логических компонентов, поскольку в первом случае передовые технологии просто не требуются и себя не оправдывают. Так или иначе, до недавних пор производители памяти активно осваивали техпроцессы 10-нм класса, которые ранжировались в такой последовательности: 1x, 1y, 1z, 1a, 1b, 1c и 1d (в порядке убывания параметров геометрии). Samsung недавно получила первый работоспособный образец кристалла DRAM, изготовленный по техпроцессу поколения 10a, который открывает эпоху литографических норм тоньше 10 нм в производстве памяти. Линейные размеры в данном случае варьируются в диапазоне от 9,5 до 9,7 нм, как уточняет The Elec.
Последующие этапы внедрения данного техпроцесса подразумевают начало его использования при массовом производстве чипов памяти в 2028 году. Три последовательных технологии (10a, 10b и 10c) будут подразумевать использование архитектуры ячеек 4F2 и транзисторов с вертикальным каналом (VCT). В рамках последующей технологии 10d компания собирается перейти на 3D DRAM. Samsung подстраховалась на тот случай, если 10a не получится внедрить в массовом производстве, параллельно разрабатывая альтернативные технологии, но получение работоспособных образцов позволяет надеяться, что основной сценарий сработает.
Внедрение 10a влечёт для Samsung риски, связанные с увеличением плотности размещения ячеек памяти. Структура 4F2 подразумевает увеличение количества ячеек на единице площади кристалла на 30–50 %. Одновременно транзисторы с вертикальным каналом (VCT) позволяют разместить конденсатор над транзистором, также увеличивая плотность компоновки элементов на кристалле. Периферийные схемы будут изготавливаться на отдельном кристалле и монтироваться под основной методом гибридного соединения пластин. Изменения в компоновке повлекли и замену химического состава элементов. Вместо кремния Samsung будет изготавливать каналы транзисторов из оксида индия, галлия и цинка (IGZO) для подавления токов утечки и обеспечения более стабильного хранения данных в ячейках памяти более компактной структуры.
В выборе материала для слововой линии Samsung рассматривала две альтернативы: нитрид титана и молибден, но второй обладает повышенной коррозионной активностью и требует внедрения нового оборудования, поэтому чаша весов пока не склонилась к какому-то конкретному варианту. Вертикальные каналы в транзисторах, по мнению экспертов, являются первым шагом к созданию 3D DRAM, поэтому Samsung движется к этой технологии эволюционным путём. В то же время, Micron Technology и китайские производители памяти собираются миновать этап 4F2 и VCT, рассчитывая сразу перейти к 3D DRAM. Трёхмерная компоновка, помимо прочего, позволит наладить выпуск памяти с более высокой плотностью без использования сверхжёсткой ультрафиолетовой литографии (EUV), которая требует более дорогого оборудования. Для китайских производителей это вдвойне актуально с учётом отсутствия доступа к такому оборудованию в условиях западных санкций. Корейская SK hynix по примеру Samsung намерена применять 4F2 и VCT, но только в рамках техпроцесса 10b, а не 10a.
