Applied Materials ngày 14/4 giới thiệu hai hệ thống lắng đọng mới dành cho transistor GAA (gate-all-around) ở node dưới 2 nm, trong bối cảnh ngành bán dẫn tăng tốc phát triển chip phục vụ điện toán AI. Theo công ty, cấu trúc transistor GAA có thể đòi hỏi hơn 500 công đoạn để hình thành kiến trúc 3D bên trong, trong đó nhiều bước yêu cầu độ chính xác ở quy mô gần mức nguyên tử.

Hai hệ thống mới được thiết kế cho các công đoạn và cấu trúc khác nhau trong quy trình GAA, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng cũng như hiệu suất năng lượng của chip.

Trong đó, Producer Precision Selective Nitride PECVD, sử dụng công nghệ lắng đọng hơi hóa học tăng cường plasma, có nhiệm vụ bảo vệ cấu trúc STI (cách điện rãnh nông) nhằm tách biệt điện giữa các transistor liền kề.

Applied Materials cho biết đây là công nghệ lắng đọng chọn lọc đầu tiên trong ngành theo phương pháp bottom-up để tạo lớp silicon nitride bên trong rãnh cách điện. Cách tiếp cận này giúp hạn chế làm hư hại vật liệu cách điện ở các công đoạn tiếp theo, đồng thời giảm điện dung ký sinh và cải thiện hiệu năng trên mỗi watt của chip.

Ở phần bên ngoài cấu trúc cách điện, hệ thống Endura Trillium ALD, sử dụng công nghệ lắng đọng lớp nguyên tử, đảm nhiệm việc kiểm soát độ đồng đều ở cấp độ nguyên tử của metal gate stack. Theo công ty, gate stack trong transistor GAA phải bao phủ hoàn toàn nhiều nanosheet nằm ngang, vốn chỉ cách nhau 10 nm.

Hệ thống này tích hợp nhiều bước lắng đọng kim loại trên cùng một nền tảng, cho phép điều chỉnh điện áp ngưỡng theo từng transistor. Thiết bị cũng bổ sung khả năng lắng đọng kim loại work-function và vật liệu dipole, được tối ưu cho cấu trúc GAA.

Prabu Raja, Chủ tịch Semiconductor Products Group của Applied Materials, nhận định ngành bán dẫn đang bước vào giai đoạn chuyển đổi nhanh, không còn diễn ra theo quỹ đạo tuyến tính, khi việc tiếp tục thu nhỏ chip chỉ bằng quang khắc truyền thống đã dần chạm giới hạn.

Ông nhấn mạnh rằng ở các node logic tiên tiến cỡ angstrom, hiệu năng và hiệu suất năng lượng ngày càng được quyết định bởi đổi mới về vật liệu. Theo ông, các hệ thống lắng đọng mới, dựa trên năng lực kỹ thuật vật liệu của Applied Materials, sẽ giúp khách hàng thúc đẩy quá trình chuyển đổi công nghệ transistor cốt lõi, phục vụ lộ trình phát triển điện toán AI.