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，現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。”

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一直以來使用的傳統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。”

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間隙，而且其延展性可能出現問題。而采用自下而上填充的ICEFill則能實現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，填充材料都具有統一的特性。”

用于存儲器件的沉積技術有自己的路線圖，而推動其發展的各種存儲技術進步也同時決定了現有技術的“保質期”，Fellis表示，“技術將向更高和更小發展”。預料到3D NAND堆棧增高帶來的挑戰，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展，我們看到他們需要提高成膜性能的需求。堆疊依然是創新的推動力。”

美國半導體產業調查公司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。”在這種情況下，繼續使用非常熟悉的材料（例如氧化硅）有助于更好地預測成本。