經(jīng)過幾個月的漫長等待之后，三星電子（Samsung Electronics）采用極紫外光（EUV）微影工藝的D1z DRAM終于量產了！
三星電子在今年稍早發(fā)表了號稱業(yè)界首創(chuàng)，同時分別采用氟化氬浸潤式微影（ArF-i）工藝與EUV微影技術的D1z DRAM，而TechInsights很興奮地宣布，我們針對三星最新/最先進D1z DRAM的拆解分析有一些“新發(fā)現(xiàn)”，并確認了該技術的一些細節(jié)。
三星電子已經(jīng)開發(fā)了D1z 8Gb DDR4、D1z 12Gb LPDDR5與16Gb LPDDR5 DRAM組件，并號稱性能更高；我們發(fā)現(xiàn)后面兩款（LPDDR5）組件都應用于三星在2021年1月剛上市的Galaxy S21 5G系列（包括S21 5G、S21+ 5G與S21 Untra 5G）智能手機中。12Gb的LPDDR5芯片被應用于Galaxy S21 Ultra 5G的SM-G998B/DS 12GB RAM，16Gb的LPDDR5芯片則可見于S21 5G與S21+ 5G的8GB RAM中。
在D1z技術節(jié)點部份，三星的D1z 12Gb LPDDR5比前一代的D1y 12Gb版本在產量上多了15%，設計規(guī)則（D/R）則從（前一代D1y工藝） 17.1納米，微縮至15.7納米。整體裸晶尺寸也減少，從53.53mm2 （D1y）縮小至43.98mm2 （D1z），新一代芯片比前一代約縮小18%。
表1：8Gb、12Gb與16Gb的三星D1y與D1z LPDDR5芯片比較。
三星電子標記為K4L2E165YC的12Gb內存芯片是利用最先進D1z技術結合EUV微影，而芯片標記為K4L6E165YB的16Gb LPDDR DRAM芯片則是采用非EUV技術。三星似乎是在一開始同時開發(fā)在SNLP （storage node landing pad）/BLP （bit line pad）采用ArF-i與EUV兩種微影技術的D1z LPDDR5，現(xiàn)在則是全面以EUV SNLP/BLP微影生產D1z LPDDR5。
2019年底，三星發(fā)表了采用D1x EUV微影技術的100萬個模塊樣品，現(xiàn)在已經(jīng)針對全球DRAM產業(yè)與市場推出采用EUV微影技術的大量生產（HVM） DRAM產品。三星電子的D1z芯片應該是在韓國平澤市（Pyeongtaek）的第二條生產線制造。
圖1：比較三星的DRAM儲存單元BLP圖案：（a）是不采用EUV微影技術的版本，（b）是采用EUV微影技術的版本。
在D1z 12Gb LPDDR5組件的工藝整合上，三星電子只在一層光罩上采用EUV微影技術，單一SNLP （在內存單元數(shù)組上）/BLP （在S/A感測放大器電路區(qū)）的臨界尺寸（CD/pitch）約40納米，S/A區(qū)域的BLP線寬為13.5納米。
圖1顯示的是三星采用ArF-i微影技術的D1z 16Gb LPDDR5芯片（a）與采用EUV微影技術的D1z 12Gb LPDDR5芯片（b）的S/A BLP圖案比較。藉由利用EUV微影，在S/A區(qū)域的BLP線的邊緣粗糙度（edge roughness，LER）有所改善，可能也因此減少橋接/短路缺陷。
表2：D1z DRAM比一比：美光D1z LPDDR4 vs. 三星D1z LPDDR5。
比較來自美光（Micron）的D1z競爭產品（表2），三星的內存單元（0.00197μm2，美光為0.00204μm2 ）與D/R （三星為15.7納米，美光為15.9納米）尺寸更小。美光D1z p產品是在所有光罩步驟都采用ArF-i微影，可能在一段時間內都不會采用EUV微影，包括D1α與D1β。
圖2：三星DRAM （從D3x到D1z）內存單元尺寸變化趨勢。
三星從D3x到D1z的DRAM內存單元尺寸與D/R趨勢變化分別如圖2與圖3所示。DRAM內存單元與D/R微縮近年變得越來越艱難，但三星還是將D1z的D/R縮小到15.7納米，比前一代D1y減少了8.2%。
圖3：三星DRAM （從D3x到D1z）設計規(guī)則變化趨勢。
三星將繼續(xù)為下一代DRAM產品增加采用EUV微影的光罩層數(shù)，像是預計2021年量產的D1a與2022年量產的D1b。