SK海力士年底量产375层NAND 将首次导入钼材料

6月11日消息,据韩国媒体The Elec引述消息人士的话报道称,SK海力士计划今年底开始量产375层3D NAND Flash,并首度在高层数NAND制程中导入钼(Molybdenum,化学符号Mo)材料,以提升产品性能与堆叠密度。

SK还来已完成375层NAND的生产验证,正准备将相关技术导入量产线。虽然SK海力士并未新建晶圆厂,但是其选择在位于韩国清州M15厂进行产线转换投资。该厂目前主要生产176层、238层以及321层NAND产品。

报道称,这款375层NAND Flash产品最初在SK海力士内部被称为“400层级”NAND Flash,但由于在超高层数堆叠制程面临技术挑战,包括信道孔(Channel Hole)蚀刻等关键制程难度大幅提高,最终将实际堆叠层数下修至375层。接下来的技术路线将延伸至480层和604层产品。

值得注意的是,这款375层NAND Flash产品有一项关键改变——导入“钼”材料,取代此前制程所使用的部分“钨”薄膜。业界认为,采用钼有望突破现有的钨在超高层数NAND Flash构架中的限制。

据悉,SK海力士是将部分字线(Word Line)从钨换为钼。字线是连接內存单位控制栅极的核心线路,负责选择与操作特定行內存单位。

随着NAND Flash堆叠层数增加,内部导线宽度不断缩小,钨材料的电阻会随尺寸缩减而提高,导致信号传输速度下降。相比之下,钼在同等尺寸下可提供更低的电阻值,有助于提升信号传输效率,进而提高储存密度。

此外,钨沉积前必须先形成阻挡层(Blocking Liner),每堆叠一层都会造成部分厚度损耗;而钼则可直接沉积,无需额外阻挡层,可实现更高密度的堆叠构架。

但钼制程的技术门槛相当高,由于钼前驱物(Precursor)常温下为固态,必须通过特殊设备持续加热,并精准控制供料流量与供应稳定性。

SK海力士曾评价泛林集团(Lam Research)与日本TEL两家设备厂商的解决方案,其中,科林研发的设备采单晶圆(Single Wafer)处理方式,TEL则使用炉式(Furnace-based)沉积技术,可一次处理约100片晶圆。因此,SK海力士最终选择采用了TEL的系统。

业界也认为,炉管式设备在设备成本、安装空间以及钼材料消耗量等方面更具优势。

在材料供应方面,法国液化空气集团(Air Liquide)、Entegris与德国默克预计将成为主要供应商。

与此同时,三星也推进超过400层的第十代3D NAND,预计下半年投入商业化,并持续增加钼材料的应用制程数量。该公司自第九代、286层3D NAND开始便将钼应用于金属配线制程,该产品已于2024年4月开始量产。设备方面,三星则选择的是泛林集团的沉积设备处理钼材料。

业界预期,随着NAND Flash堆叠层数持续攀升,钼材料需求预计将快速扩大。三星今年采购量预计从4吨增至10吨,2030年或达80吨;SK海力士则预计自明年起正式大量导入钼材料,初期年需求量约为4吨。

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