科学家突破120层3D DRAM技术，实现高密度存储新工艺

8月26日讯，随着3D NAND闪存技术的迅猛发展，芯片堆叠层数呈现爆发式增长。十年间，3D堆叠层数实现了从24层(2014年)到321层(SK海力士2024年11月将量产)的惊人突破，我国长江存储的第五代3D TLC闪存也达到了294层的国际先进水平。

这种3D堆叠技术极大推动了SSD容量的提升，那么同样作为关键存储器的DRAM是否也能迎来技术革命？来自比利时微电子研究中心(imec)与根特大学的最新研究给出了肯定的答案。

技术突破：120层硅/硅锗交替结构

研究团队创新性地在300mm晶圆上成功构建了120层交替堆叠的硅(Si)与硅锗(SiGe)结构。这项研究成果已于8月4日发表在权威期刊AIP《美国物理联合会期刊》上。

实验采用每组厚度65nm的硅层与10nm的硅锗层(含20%锗)交替堆叠的方式，在确保晶圆完全应变状态的前提下，成功实现120周期重复堆叠。特别值得注意的是，研究选用20%锗含量的硅锗材料可完美支持后续选择性刻蚀工艺，为形成存储单元通道创造条件。

工艺创新：温度控制与界面优化

关键技术突破在于：

• 使用ASM Intrepid设备进行减压化学气相沉积
• 在675℃精确控制温度下分别沉积硅和硅锗层
• 二次离子质谱证实界面混合度极低，层间分界清晰
• 通过高分辨率X射线衍射验证结构稳定性

挑战与解决方案

研究过程中攻克了多项技术难关：

• 应变问题：晶圆边缘采用倒角效应释放应变
• 厚度控制：新型温控设备使单层沉积厚度差异控制在1.3%以内
• 界面优化：底部界面厚度仅2.6-2.9nm，上层界面更为锐利

这项里程碑式的研究证明，在量产条件下实现百层级的硅/硅锗堆叠完全可行。这为未来开发高密度3D DRAM存储器奠定了坚实的技术基础，或将引领下一轮存储技术革命。