动态随机存取记忆体

动态随机存取存储器(DRAM)是一种高效、高性能的存储器解决方案,可以在大多数现代电子产品中找到,如笔记本电脑、服务器、显卡、消费产品和移动设备。bob娱乐官网入口每个DRAM单元都由一个连接在晶体管上的电容器组成,需要定期刷新以保持其存储状态。随着时间的推移,通过在DRAM芯片密度和封装方面的创新,DRAM芯片的容量呈指数增长(而每位DRAM的价格呈指数下降)。这种成功很大程度上归功于创新的光刻、图案和制造技术,这些技术使DRAM的密度得以增加。

SEMulator3D可以用来模拟工艺变化对创新DRAM器件结构的影响。例如,DRAM的电性能可以根据蚀刻材料的选择性或蚀刻通量分布等工艺变化进行分析。本页面包含一个简单的案例研究,以突出DRAM几何对电性能和成品率的影响。

利用公开数据,在SEMulator3D中为2X DRAM建立了标称校准的工艺流程。该工艺流程随后用于生成该设备技术的三维预测结构表示(图1)

DRAM设备建模

图1:SEMulator3D开发的2X DRAM工艺流程

电气设备模拟

一旦模型配置好,进行电气分析。工艺流在电容器接触点(CC)处结束,这足以进行电气分析和研究电容器中的边缘效应。

DRAM电气建模

图2:基于SEMulator3D工艺模型的DRAM电气模型

SEMulator3D在3D结构中识别设备端口和电极,并模拟设备特性,如温度、带隙和电子/空穴迁移率。我们可以自动提取感兴趣的指标,如阈值电压(Vth)、亚阈值斜率、漏极诱导屏障降低(DIBL)和ON电流(I),并进行电压扫描,如中所示图2.电学分析考虑了实际的3D过程对设备性能的影响。

几何变化的影响

然后,我们可能会看到DRAM设备几何形状的变化对电气性能的影响。我们从一个名义模型开始(图3中,左)包含定向硬掩模CD/top CD、硅深度和氧化深度。SEMulator3D可以使用这些名义上的设备几何值,并提取出设备的电气特性,包括Vt、I,我以及变化几何形状下的阈下坡度。

DRAM器件几何形状的变化及对电性能的影响

图3:DRAM器件几何形状的变化和对电性能的影响

接下来,我们选择硬掩模(顶部)CD作为我们的研究参数。我们将硬掩膜CD从12 nm改变到30 nm,以2 nm为增量,同时监测剩余的结构参数,如硅深度和氧化物蚀刻。这种改变是通过在工艺流程的早期改变蚀刻工艺步骤来实现的。下游流程步骤在模型中预测地响应这些更改。

图3(右)强调硬掩模CD的变化会产生非线性电响应。氧化物深度和顶部硅深度在较小的CD上对顶部CD很敏感,但在较大的CD上是饱和的。另一方面,Vtsat在标称20 nm值以上随CD的改变而显著增加。SEMulator3D DRAM模型显示了复杂的电子设备对几何形状的单一变化的响应。这种类型的分析为工程师提供了强大的工具来研究拟议的几何形状或工艺变化对DRAM性能的影响。

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