文献分享：3D IC Device的技术、工艺和趋势

hdy

这份报告由SPIE（国际光学工程学会）于2022年发布，长190页，系统介绍了3D集成电路（3D IC）的核心器件技术、制造工艺及未来发展趋势。内容聚焦三大关键技术：3D DRAM电容结构、3D-NAND闪存堆叠技术和FinFET晶体管工艺，重点阐述了半导体器件从平面结构向三维结构演进的技术突破，以及这些技术如何解决传统平面器件在纳米级节点面临的物理极限问题。

报告主要结构

• 3D DRAM制造工艺
• 3D NAND闪存制造
• FinFET CMOS工艺
• 前沿发展趋势
  
  

关键信息摘选

3D DRAM制造工艺

报告第一章分享了3D DRAM制造工艺内容。报告重点提到平面电容在微缩过程中的电容保持难题，以及在圆柱电容、埋入式字线（BWL）等关键技术上的突破和深宽比（>50:1）电容蚀刻、多层金属互连（W+Cu+Al）的工艺挑战。

3D NAND闪存制造

第二章介绍了三维闪存的原理和优势，以及外围电路先制造、存储堆叠层沉积、阶梯接触蚀刻、通道孔蚀刻、电荷陷阱层沉积等核心工艺模块。

FinFET CMOS工艺

第三章介绍了三维鳍式沟道提升栅极控制力的原理，以及FinFET一些关键工艺创新，如先做多晶硅假栅极、自对准双图案化、后栅极HKMG工艺、应变硅技术等，也提到了SRAM方面6T单元采用双鳍NMOS+单鳍PMOS的工艺亮点。

前沿技术趋势

在总结部分，报告提到了现在比较前沿的技术方向，包括要取代FinFET的GAA，高迁移率材料（Ge, III-V族），新型存储器（ReRAM/PCRAM、STT-MRAM），3D集成技术（TSV硅通孔、硅中介层（2.5D封装）等）。