猜猜看哪一个是EUV曝光图?世界首款EUV DRAM显微拆解,对比非EUV芯片更加精密!

EETOP 2021-04-21 00:00

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来源:综合整理自techinsights

经过几个月的等待,终于看到了三星电子采用极紫外光刻(EUV)技术的D1z DRAM的量产!

去年年初,三星电子宣布全球首次开发出基于ArF-i的D1z DRAM,并分别发布了应用EUV光刻技术(EUVL)的D1z DRAM。

现在我们终于找到了三星新的先进的D1z DRAM设备,并确认了这项技术的细节。

三星电子已经开发出了具有更高性能的基于EUV工艺的D1z 8GB DDR4、D1z 12GB LPDDR5和16GB LPDDR5 DRAM。我们在三星Galaxy S21 5G系列中找到了后两种芯片(D1z 12GB和D1z 16GB LPDDR5)。

三星Galaxy S21 Ultra 5G SM-G998B / DS 12GBRAM使用的是12个GG LPDDR5芯片,而S21 5G和S21 + 5G 8 GB的RAM组件中可以使用16 Gb LPDDR5芯片。

说到D1z技术节点,三星D1z 12 GB LPDDR5 DRAM的生产生产效率比之前的D1y 12 GB版本高出15%以上。设计规则(D / R)从17.1 nm(在以前的D1y)降低到15.7 nm(D1z)。裸片尺寸也从53.53 mm 2(D1y)减小到43.98 mm 2(D1z);新款芯片的裸片尺寸比以前的版本缩小了约18%(表1)。

比较8 GB、12 GB和16 GB的Samsung D1y和D1z LPDDR5芯片 

表1

三星电子将其最先进的D1z技术与EUV光刻技术一起用在12GB芯片上,芯片标记为K4L2E165YC,而标记为K4L6E165YBD1z 16GB LPDDR5 DRAM并未采用EUV光刻技术。三星最初开发D1z LPDDR5产品时可能同时采用了基于ArF-i和基于EUV的存储节点SNLP/BLP光刻技术,而现在它生产的所有D1z LPDDR5产品都采用了EUV SNLP/BLP光刻技术。

对于D1z 12Gb LPDDR5器件的DRAM工艺集成,三星采用了EUV光刻技术,该技术只限于一个掩模,即Storage Node Landing Pad (SNLP on callarray)/Bit Line Pad (BLP on S/A),其尺寸约为40纳米关键尺寸(CD或间距)和S/A区域的13.5纳米BLP线宽。

图1 (a,b)显示了采用ArF-i光刻的 D1z 16 GB LPDDR5 以及采用EUV光刻的D1z 12 Gb LPDDR5裸片上的S/A BLP图案比较。可以看到通过使用EUV光刻技术带来了更精细的图案,S/A区域的BLP线边缘粗糙度(LER)得到了改善,桥接/短板缺陷可能会减少。 

图1


大家可以猜测看,图1中哪一幅是EUV曝光图案?

选择提交后可拉到下面看结果    


很明显,右图是EUV加工后的图案

你猜对了么?

美光D1z LPDDR4与三星D1z LPDDR5比较 

通过上表,可以看出相较于竞争对手美光D1z单元设计,三星进一步减小单元尺寸(三星是0.00197微米2与美光在0.00204微米2)和d / R(三星为15.7纳米与美光为15.9纳米)。美光在D1z产品的所有光掩模步骤中均使用基于ArF-i的光刻技术,并且暂时不会采用EUV光刻技术,包括D1αD1β(表2

三星DRAM单元尺寸趋势,从D3x到D1z

图2

三星 DRAM 单元大小和 D / R 趋势分别如图 2 和图 3 所示,包括 D3x D1z DRAM 单元尺寸和 D / R 缩放最近变得越来越难,但是三星将 D1z D / R 减小到 15.7 nm ,比 D1y 缩小了 8.2 %。


三星DRAM单元的D / R趋势,从D3x到D1z

图3

三星将继续为下一代DRAM增加EUVL步骤,如D1a(2021年)和D1b(2022年)。

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