Applied Materials ngày 16/6 công bố hai hệ thống mới nhằm giải bài toán đồng đều quy trình trong các cấu trúc bán dẫn 3D ngày càng sâu và hẹp, trong bối cảnh nhu cầu chip AI tăng mạnh. Hai hệ thống được giới thiệu gồm thiết bị lắng đọng lớp nguyên tử ALD Centris Spectral SiN và hệ thống khắc molypden Producer Selectra.

Theo công ty, làn sóng AI đang thúc đẩy ngành bán dẫn chuyển sang các kiến trúc theo chiều dọc như transistor gate-all-around (GAA) và 3D NAND xếp chồng nhiều lớp. Khi cấu trúc ngày càng cao, sâu và hẹp, các công nghệ lắng đọng và khắc hiện nay gặp khó trong việc phân bố vật liệu đồng đều từ phần trên xuống đáy, làm suy giảm đặc tính điện và ảnh hưởng đến tỷ lệ thành phẩm.

Với Centris Spectral SiN, Applied Materials hướng tới xử lý hạn chế này bằng công nghệ plasma vi sóng. Ở các phương pháp lắng đọng tăng cường plasma truyền thống, việc tăng mật độ plasma trong các cấu trúc có tỷ lệ chiều cao trên chiều rộng lớn thường kéo theo nguy cơ hư hại do ion. Hệ thống mới được giới thiệu là có thể giảm đáng kể vấn đề này, đồng thời tạo lớp màng silicon nitride (SiN) đặc, đồng đều ở nhiệt độ thấp, kể cả trong các cấu trúc hẹp và sâu.

Trong transistor GAA, thiết bị này được dùng để hình thành lớp lót chất lượng cao cho vùng tiếp xúc transistor, qua đó giúp giảm điện trở và điện dung, từ đó cải thiện tốc độ hoạt động. Applied Materials cho biết hệ thống được phát triển trên nền tảng Spectral ALD và hiện đã được các nhà sản xuất chip hàng đầu triển khai.

Trong khi đó, Producer Selectra được phát triển để hỗ trợ chuyển quy trình tách wordline trong 3D NAND từ khắc ướt sang khắc khô. Theo Applied Materials, khi số lớp NAND tiếp tục tăng, molypden - kim loại có điện trở thấp - ngày càng được sử dụng cho dây dẫn wordline. Tuy nhiên, với khắc ướt, hóa chất lỏng khó tiếp cận đồng đều toàn bộ cấu trúc sâu, khiến phần phía trên bị khắc nhiều hơn và tạo ra biên dạng không đồng đều.

Công ty cho biết thiết bị mới sử dụng công nghệ phân phối khí tiên tiến để cải thiện độ đồng đều giữa phần trên và phần dưới của cấu trúc, đồng thời giảm sai lệch giữa các ô nhớ. Mục tiêu là xử lý các vấn đề về dòng rò và khả năng lưu giữ dữ liệu. Hệ thống này cũng đã hoàn tất kiểm chứng trong môi trường sản xuất hàng loạt.

Ông Prabu Raja, Chủ tịch bộ phận sản phẩm bán dẫn của Applied Materials, cho biết các nhà sản xuất chip đang tìm kiếm những phương pháp mới để lắng đọng chính xác và loại bỏ chọn lọc vật liệu trong các kiến trúc 3D ngày càng phức tạp, từ transistor đến các chồng bộ nhớ. Ông nhấn mạnh các hệ thống lắng đọng và khắc chọn lọc mới sẽ giúp khách hàng vượt qua những thách thức then chốt về scaling, đồng thời đẩy nhanh đổi mới cho thế hệ chip logic và bộ nhớ tiếp theo.