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Endura® Clover™ MRAM PVD

Applied Endura Clover MRAM PVD 系統是第一套具有生產價值的整合式平台,可用於量產 (HVM) 磁阻式隨機存取記憶體 (MRAM) 裝置。快閃記憶體正面臨與其基於電荷作業相關的縮放極限;MRAM 是最具潛力的替代品,因為這類記憶體的電阻式操作較具可擴展性,同時提供了記憶體半導體的關鍵特性:非揮發性、隨機存取和強大的耐用性。

Clover 系統包含了預清潔、退火、冷卻以及線上量測等多達七個沉積反應室,可適應整個 MRAM 堆疊層的生產;該堆疊層可包含 30 多層—其中大部分的厚度只有幾—且在真空中連續操作。真空環境可保持薄膜的品質(如果在製程期間從系統中取出,薄膜品質會不可避免地降低一定程度),在各層間建立高品質的介面以降低缺陷風險,並提高沉積厚度的量測精度和均勻度 — 這對達到最佳效能至關重要。

Endura Clover 系統的反應室可以卓越的均勻度沉積最多五種不同的材料,是系統的主要核心。這些材料中有部份未曾用在 CMOS 技術中。為確保每張薄膜都是全新純淨的,晶圓上方的旋轉遮罩一次僅會將一種靶材材料暴露在電漿轟擊下。這在各層間建立了最佳介面,此對於設備可靠性而言至關重要。氧化鎂(MgO) 的性能是穿隧能障層的關鍵。它沉積在一個單獨的反應室中,該反應室配備有可進行單步驟化合物沉積的專屬硬體。此可提升薄膜的完整性和均勻度,並能最大限度地降低缺陷,並可透過增加穿隧式磁阻(TMR) 來改善記憶體的讀取訊號。隨後的退火低溫冷卻能進一步強化薄膜、TMR,降低電阻以促進低功耗,並創造高熱穩定性以更好地保留資料。

由於複雜 MRAM 堆疊層的厚度精度和均勻度要求極為嚴格,因此 Endura Clover 系統有線上量測,可在建立堆疊層時測量和監控關鍵層的厚度。這些測量非常精準(可達 0.2 埃),因為從真空中測量並沒有改變或劣化從厚度推導出的薄膜特性。實時、逐層監控允許快速偵測程序偏移,這有助於提高產量、降低成本並加快上市時間 — HVM 的關鍵考慮因素。

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