芯片中的关键材料，将被替代

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来源：内容编译自semiconductor-digest　　　　　　 。

仅在2024年，半导体芯片的产量就达到了惊人的1万亿颗，相当于地球上每个人拥有100颗芯片。这一数字背后，是一个行业正在竞相突破半导体的物理极限，以提供更高的性能，满足先进人工智能、高效边缘计算以及智能手机和其他智能设备高端化带来的日益增长的需求。

如今的智能设备比其前代产品拥有更多功能，尤其是在人工智能 (AI) 兴起的背景下。这得益于闪存中的 3D NAND等技术 ，这些技术将存储器层像摩天大楼一样垂直堆叠，互连必须快速、精确且无缺陷。

为了满足更高的性能要求，芯片制造领域正在经历变革——金属化——即在芯片上沉积薄金属层以形成电路的工艺。从创建复杂的图案，到存储字线，再到逻辑触点，逐原子沉积金属对于制造先进芯片至关重要。

然而，随着层数的增加和字线连接（即与存储单元的“线”连接）的缩短，电阻和可靠性成为瓶颈。钨正面临同样的困境，在过去的25年里，钨一直是互连的主要材料。但随着芯片结构日益复杂，尤其是3D NAND和DRAM的发展，钨的性能已达到极限。随着我们进入人工智能时代，钼这种金属将推动先进芯片制造的下一个飞跃。

钼优于钨，并具有三大关键突破：

• 纳米级电阻率低于钨

• 消除阻挡层，减少制造工艺步骤

• 随着设备缩小和层数增加，可扩展性更好

这些优势转化为更快的芯片、更高的产量和更高效的生产——所有这些对于利用 NAND、DRAM 和逻辑芯片三大主要部分的从智能手机到服务器的下一代设备都至关重要。

尽管钼具有诸多优势，但迄今为止，它尚未在金属化工艺中使用，因为原子层沉积 (ALD) 方法尚未开发出满足钼金属化要求的方法。具体而言：

• 固体前驱体输送 – 用于原子层沉积 (ALD) 钼的前驱体（或源材料）为固体形式。需要进行硬件开发，以使用固体前驱体并将其转换为适用于原子层沉积 (ALD) 的模块。

• 特征内沉积——NAND、 DRAM和逻辑器件需要各种形式的沉积 。具体而言，NAND 需要原子层沉积，以共形方式沉积在垂直和水平字线 (WL) 结构中。逻辑器件应用可能需要低温沉积以及选择性生长。

• 工程低电阻——为了实现低电阻，钼的晶粒尺寸以及与相邻金属和介电材料的界面条件至关重要。为了实现最低电阻，需要先进的原子层沉积 (ALD) 技术以及硬件开发。

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