新节点、材料、记忆

副总裁兼总经理艾莉Yieh先进的产品技术开发应用材料公司的负责人,Maydan技术中心,坐下来与半导体工程讨论挑战,改变和解决方案在高级节点和新的应用程序。以下是摘录的谈话。

SE:我们如何把设备缩放和什么样的问题你看到了吗?

Yieh:有传统摩尔定律扩展问题 最先进的节点,现在我们有新的挑战与设备类型的扩张。例如,有分裂的内存技术的出现STT-MRAM和3 d XPoint记忆。所以没有短缺的挑战,使先进的性能,它们需要新材料。

SE:钌配合在哪里?

Yieh:那是我们调查的许多材料之一。

SE:为什么,看着互联?

Yieh:我们努力提高电阻率和填补缺口。但互连只是一块扩展的挑战。接触和金属门晶体管地区也同样存在着问题与搬到小cd(临界尺寸)。挑战这个行业是如何处理各领域继续扩展电阻和电容。从晶体管的角度来看也有许多材料被调查改善门金属功函数堆栈,或通道流动性能。和最重要的是,EUV延迟,不同模式计划需要缩小小功能cd。但是校准和覆盖错误需要被克服。新模式材料沉积方案结合选择性蚀刻必须解决这些问题。和减少边缘位置误差问题的最终解决方案是选择性沉积,沉积在材料正是他们需要简化和启用自动对准。

SE:什么样的问题你看到有选择性地沉积呢?

Yieh:选择性沉积是非常具有挑战性的。它就像试图控制每个雪花在暴雪应该土地。你如何确保雪仅覆盖屋顶,而不是街?使用材料工程的能力来定义不同的特性是至关重要的,也是我们的重点是应用。

SE:逻辑看起来比较简单,即使它是困难的。但也有很多其他的变量,这些变量不是那么明显,对吧?

Yieh:是的,扩展不仅仅是缩小CD。这也是对设计和材料工程技术。设计扩展的一个例子是使门接触的活动门。新材料和集成方案正在开发对性能和可伸缩性。一个例子是扩展静态存储器。在5 nm我们看到STT-MRAM被集成到大型缓存减少芯片尺寸。需要大量的材料工程注意形成的磁隧道结栈周围性血管疾病,然后你需要将这些非易失性材料腐蚀到柱子。现在内存组件添加新材料,使逻辑芯片扩展。

SE:内存这些芯片构成一个巨大的部分。多少你能减少这个区域吗?

Yieh:使用STT-MRAM取代大型缓存存储器可以缩小面积40%,释放大量的宝贵的芯片房地产。和作为一个非易失性内存接近逻辑,它导致更快的计算和节能。

SE:让我们退后一步。应用程序的技术市场分割。我们看到增长老节点物联网之类的东西。但是一些巨大的增长市场将在不同的人工智能和机器学习等领域,需要尖端的逻辑。有什么问题和他们如何融入你的世界?

Yieh:新计算和内存体系结构和系统级设计方案创建不同类型的挑战,影响加工和记忆。重要的是确保改进的延迟。我们专注于使这些词形变化。在过去,我们只看逻辑,DRAM和NAND闪存。现在内存存储类。现在有这些传感器,特别是对形象日益增长的需求传感器为移动设备、汽车和监视应用程序。图像传感器是遗留技术没有太多创新。今天,客户正在试图找出新的方法来提高图像质量和效率。

SE:让我们切换到DRAM。这是最终的管道的问题吗?

Yieh:是的,和客户讨论进一步的扩展动态随机存取记忆体用不同的材料来提高位线电阻和寄生电容。同样,在其他存储设备,如相变存储,挑战,优化材料系统以提高性能是至关重要的。

SE:相变技术可用于神经形态计算,对吧?

Yieh:是的,我们看到人们在不同类型的内存,包括相变内存技术,神经形态计算。

SE:所以当你规模这些新材料吗?

Yieh:新材料将会有新的性能指标。例如,low-thermal-budget处理越来越多的要求,需要创新,因为温度直接影响所有这些新材料的行为。如果材料系统的温度太高,你可能不会得到你想要的开关。你要得到你想要的电影结构,然后确保它继续行为所需的后续处理。

SE:这听起来并不容易。

Yieh:这是一个非常有趣的材料和材料工程的时候了。例如,有一些不同的方法来做一个垂直通道。一种方法是把它下来,腐蚀。另一个是如何填补或成长。哪种方法更好?使用“肾上腺脑白质退化症”来填补或周围性血管疾病和腐蚀?拥有完整的设备应用工具箱调查哪种路径更好。Maydan技术中心(MTC),我们测试工作和优化各种方法通过物理和电气测试和验证它们。我们构建短环测试车辆。所以我们可以建立14 nmfinFET测试车辆和可以去5纳米双波纹做电气测试。我们有一个STT-MRAM测试车辆在130海里去80海里,仅举几例。这些功能允许广泛的内部学习。

SE:许多公司如何能留在这个路线图设备扩展吗?这是非常昂贵的。

Yieh:同意,但是如果你看看是什么,它并不是关于小几何图形。它是关于管理增加了复杂性。手机仍然需要小的几何图形为高性能和低泄漏。许多人认为DRAM比例将会停止,但它继续。这些进步不只是发生。人们坚持下去。令人惊讶的是许多聪明的人都在这个行业。

SE:还有其他材料我们还没有听说过,除了一些III-V类的吗?

Yieh:元素周期表中的元素被调查的数量和使用今天继续扩张。每个元素和元素的组合有特定的属性,可以使新,装置(例如germanium-antimony-tellurium。

SE:你还想知道什么需要的设备,对吧?

Yieh:我们总是要向前看。几年前,我们的客户发现边缘位置误差将是一个挑战。对齐和叠加是困难的。我们开始观察选择性沉积和多色模式作为解决这些挑战。选择性沉积过程使用不同的技术。介电模式方案可能需要介质,介质在金属或金属上。多色是不同类型的gap-fill材料。这些新流程驱动新设备要求,这给我们许多机会向我们的客户提供价值。我们的设备投资和能力给我们学习的速度优势。

SE:行业整合影响研发吗?

Yieh:没有。整体看占用芯片制造商,他们增加了很多新设备。有大量的活动发生公司设计人工智能和高性能计算芯片的特定工作负载和不同类型的应用程序。其中一些需要创新突破,为新的颠覆性产品提供机会。我们看到了令人难以置信的机会在新兴材料和设备词形变化。

SE:有可能得到力量和性能的改善没有减少,相反你只是改变材料在哪里?

Yieh:人们都在尝试不同的事物和关注材料已经过去了。许多新思想都被调查和学习的速度正在加快。

SE:所以你找到真正艰难的坚果,也许你走错了路在哪里?

Yieh:每天我们解决问题,找到方法。有时一个解决方案将达到一个临界点需要新方法,推动创新。解决复杂的挑战,做别人不能做的是启发我们思考。这是一个很多的乐趣。