英飛凌在DRAM溝槽技術中取得重大突破

　　英飛凌科技公司在2004年IEEE（電子和電氣工程師學會　2004年12月13～15日于美國舊金山舉行）國際電子器件會議（IEDM）上，展示了該公司具有高生產性的、適合未來DRAM產品的70 nm工藝技術，此技術以在300 mm晶圓上的深溝（DT）單元為基礎。目前全球25％的DRAM生產都是以溝槽技術為基礎的。在其報告中，英飛凌闡述了全部集成計劃和主要技術特征――包括首次在基于溝槽技術的DRAM生產流程中使用高介電常數物質。英飛凌70 nm DRAM程序堪稱重大技術突破，顯示了溝槽技術的可伸縮性。

　　英飛凌希望能將其在70 nm工藝技術上的突破，轉變成在300 mm晶圓上DRAM的生產率及產量的提高。較小的工藝結構可使芯片尺寸減小約30％，從而提高每片晶圓的芯片產量。根據Gartner Dataquest 公司的最新預測，2003至2008年，全球對DRAM比特數的需求將以平均每年51％的速度高速增長，從而最終實現從計算設備到數據存儲器再到消費電子產品的多種應用。

　　英飛凌展示的70 nm溝槽技術首次在溝槽電容中使用了高介電常數物質（Al2O3）。在各個電容板之間使用高介電常數物質可以極大提高電容容量，從而實現電容器的成功瘦身。此外，該技術還融入了在采用90 nm DRAM技術的高效內存組件中也已成功使用的諸多技術創(chuàng)新，包括利于光刻和高縱橫比蝕刻工藝的全新對稱“棋盤”（CKB）式布局。

　　半球硅顆粒（HSG）和瓶狀溝槽的結合使用增大了溝槽電容的表面積，從而提升了溝槽存儲電容的容量。

　　在縮小內存單元幾何尺寸時，為了克服短信道效應，不得不提高基板摻雜水平，這就使DRAM技術面臨著巨大的挑戰(zhàn)。另一方面，與DRAM存儲電容交接處的電場也對數據保持產生了很大的影響。有關數據保持時間與增強型電場之間的緊密關系已有過多方報道，這主要是由于摻雜濃度越高，交界處泄漏就越嚴重。目前已提出了多種解決方案，如采用深溝技術縱型晶體管、采用堆疊式電容技術的凹槽裝置等。這些方法背后的想法都是通過將陣列晶體管通道延長至硅表面，從而降低摻雜濃度，增加通道長度，但這要以犧牲裝置驅動電流為代價。

　　與其他方法不同的是，英飛凌開發(fā)的全新DRAM芯片的可伸縮性是以一種極不對稱、不均一的摻雜分布為基礎的。有了這種理念，英飛凌研發(fā)人員就能夠進一步縮小平板DRAM芯片制造裝置，同時保證裝置的驅動電流。保證DRAM數據保持的另一關鍵因素就是對因外形尺寸驟減而導致的存儲電容的損失進行有效補償。深溝技術可使縱橫比（溝槽深度與寬度之比）達到70:1，這樣，盡管工藝結構相對較小，也可以獲得充足電容。

　　英飛凌目前的大部分生產中都采用110 nm工藝技術，這種技術是以代表DRAM生產行業(yè)最高面積效率的溝槽電容單元為基礎的。面積效率的優(yōu)勢意味著靠模尺寸更小，每片晶圓出產的芯片更多，以及生產成本更低。