3D DRAM的普及和量产可能需要几年时间，但DRAM可能会跟随NAND的步伐并走向3D，这意味着它将需要新的制造设备和材料来经济高效地进行生产。

Applied Materials的最新材料工程解决方案都是关于在短期内支持DRAM扩展以及长期定位客户。为了加快改善芯片性能，功耗，面积，成本和上市时间，该公司的新产品针对DRAM芯片的三个领域：存储电容器，互连布线和逻辑晶体管。 

Applied Materials的Draco是一种新的硬掩模材料，已经过优化，可与该公司的Sym3 Y蚀刻系统一起使用，其工艺由PROVision eBeam计量和检查系统监控。该公司存储，半导体产品部门战略营销总监索尼·瓦格斯（Sony Varghese）表示，每小时可以进行近一百万次测量。这种新材料将蚀刻选择性提高了30％以上，从而缩短了掩模。他说，Draco和Sym3 Y蚀刻系统的组合使用先进的RF脉冲使蚀刻与副产物去除同步，从而使图案化的孔完全圆柱形，笔直且均匀。

PROVision eBeam系统可通过向客户提供有关硬掩模关键尺寸均匀性的即时且可操作的数据来减少电容器缺陷，从而实现电容器均匀性。通过减少缺陷，客户可以提高产量。Varghese说：“我们需要的是一种在侵蚀性蚀刻条件下不会以如此快的速度蚀刻的材料，” Applied Material的新型硬掩模材料可提供更大的蚀刻选择性。 

当高k介电材料沉积在两个薄金属电极之间以形成平行平板电容器时，Draco解决了一个严峻的挑战，即减小的单元面积和减小的电容器直径。他说，随着单元面积的减小，电容器的直径也随之减小。“纵横比，即电容器的高度与其直径之比，一直在减小节点之间的距离。随着孔径变窄，蚀刻深孔并有效去除副产物变得更具挑战性。”

另外，Varghese说，蚀刻离子能量不断增加，以维持稳定的蚀刻速率，而工艺的变化导致硬掩模材料在完全形成整个孔之前被蚀刻掉。他说：“增加硬标记的厚度只会使长宽比变差，并达到回报递减的程度。” “由于这些挑战，电容器尺寸的缺陷和变化也会变得更加严重。” 通过使用Draco，客户能够将硬标记的厚度减少30％。“在硬标记上制成的孔的质量必须具有最佳的均匀性和形状，因为其中的任何变形都会转移到下一个模具蚀刻工艺中。”

应用材料公司还解决了不断变薄的电介质层带来的挑战，这些问题已使DRAM管芯尺寸减小。由于现在的电介质太薄，无法防止金属线中的电容耦合，因此信号容易相互干扰，从而导致功耗增加，性能降低，发热量增加以及可靠性风险。而不是使用Varghese表示，两种氧化硅（硅烷和四乙氧基硅烷）中的一种作为电介质材料，该解决方案将Applied Materials的Black Diamond低k电介质带入DRAM市场。

据介绍，应用材料公司首先在高级逻辑中使用，现在对其进行了修改，使其可以与Producer GT平台一起使用。“与目前的氧化硅膜相比，黑钻的介电常数降低了25％。” 他说，它还可以实现更小，更紧凑的互连线，这些互连线可以以数GHz的速度通过芯片传送信号，而不会产生干扰，并降低了功耗。 

DRAM制造商发现，图案化成本的增加以及可能达到的物理极限，使得在二维上进行缩放更具挑战性。Applied Materials瞄准的第三个领域是芯片外围逻辑中使用的晶体管的性能，功率，面积和成本，以帮助驱动高性能DRAM（例如那些DRAM）所需的输入/输出（I / O）操作。基于新的DDR5规范。人们期望随着时间的流逝，高k金属栅极（HKMG）晶体管将取代DRAM中的多晶硅晶体管，就像它们在逻辑上一样，以提高栅极电容，泄漏和性能。

从技术角度而言，转向HKMG材料堆栈确实给制造带来了一系列挑战，因为它更加复杂和精致，应用材料公司通过Endura Avenir RFPVD系统解决了真空加工相邻步骤的问题。Varghese说，该公司的外延沉积技术结合了几种不同的薄膜处理选项，也被客户用来微调HKMG晶体管的特性，以实现最佳性能。（闪德资讯编译）

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