3D NAND process

0021-35869 DUŠAS GALVA

TIN kameras ass

3D NANDPRocess

Mūsdienu digitālajā laikmetā pieaug pieprasījums pēc datu glabāšanas, un palielinās arī datu glabāšanas ierīču veiktspējas prasības. Tā kā 3D NAND ir uzlabota nemainīga uzglabāšanas tehnoloģija, tā ir plaši izmantota mobilajās ierīcēs, personālajos datoros un pat datu centros, pateicoties tā augstajam blīvumam, lielai ietilpībai un ilgajam kalpošanas laikam. Šis raksts īsi iepazīstinās ar 3D NAND ražošanas procesu.

Par substrātu tiek izvēlētas silīcija vafeles ar noteiktu kristāla orientāciju‍‍‍‍‍‍

The fabrication of 3D NAND begins with the selection of a high-quality monocrystalline silicon wafer with a specific crystal orientation, such as < 100 > or < 110 >. Pareizas vafeļu orientācijas izvēle ir ļoti svarīga turpmākajos procesa posmos, jo tā tieši ietekmē tranzistora veiktspēju un uzticamību.

CVD tiek izmantots, lai pārmaiņus uzklātu daudzslāņu plānas plēves

Pēc tam tiek izmantota ķīmiskā tvaiku pārklāšana (CVD), lai pārmaiņus uzklātu vairākus slāņus uz silīcija substrāta, līdz tiek sasniegts vēlamais slāņu skaits. Divas visizplatītākās materiālu kombinācijas ir oksīds-nitrīds un oksīds-polisilīcija, un Samsung kā materiālu sistēmu saviem 3D NAND produktiem izvēlas silīcija nitrīdu un silīcija dioksīdu. Šī procesa uzdevums ir nodrošināt, lai plēvēm ar lielu kaudzīšu skaitu būtu precīzs biezums un laba viendabība, kas ir būtiski, lai saglabātu ierīces veiktspējas konsekvenci un uzticamību.

Cieta maska ​​nogulsnēšanas kanālu kodināšanai

Lai panāktu turpmāko smalko rakstu, uz daudzslāņu plēves ir jāuzklāj cieta maska, kas parasti ir amorfa oglekļa plēve ar augstu pretestību kodināšanai. Šis maskas slānis aizsargās daļas, kuras nav jāgravē, un vadīs turpmāko tranšejas kodināšanas procesu. Kodināšanas procesā izmantotās gāzes galvenokārt ir skābeklis (O2), ko papildina slāpeklis (N2) un ūdeņradis (H2), lai optimizētu kodināšanas efektu.

Cietā maska ​​tiek atvērta ar kodināšanu

Kad iegravējamais laukums ir definēts, izmantojot fotolitogrāfiju uz cietās maskas, cietā maska ​​norādītajā pozīcijā tiek noņemta ar sauso kodināšanu, pakļaujot apakšā esošo daudzslāņu plēvi. Šis solis ir galvenais, lai precīzi kontrolētu ierīces izmēru un formu.

Tranšejas caurumu kodināšana

Pēc tam kanālu caurumi tiek iegravēti, izmantojot fluoru saturošas gāzes, piemēram, SF6 vai CF4. Procesam ir nepieciešama ļoti augsta precizitāte, lai nodrošinātu, ka katrs caurums precīzi iekļūst visos slāņos, lai sasniegtu silīcija substrātu apakšā.

Pakāpju kodināšana

Pēc tam tiek veikta pakāpju kodināšana, kas tiek apstrādāta ar dažādām gāzu kombinācijām attiecīgi silīcija oksīdam (piem., CF4/CHF3) un nitrīdam (piem., CH2F2), lai izveidotu vēlamo struktūru.

Šķēluma kodināšana

Rievojumu kodināšana tiek izmantota, lai vēl vairāk uzlabotu struktūru, gatavojoties vēlākai rakstzīmju līnijas veidošanai. Šis process prasa arī augstu precizitātes un kontroles pakāpi.

SiNx kodināšana, lai izveidotu rakstzīmju līniju

Pēc spraugas kodināšanas silīcija nitrīds (SiNx) tiek iegravēts, izmantojot īpašu procesu, lai izveidotu rakstzīmju līniju, kas ir svarīga atsevišķu atmiņas šūnu savienošanas sastāvdaļa.

Vārdu līniju aizpildīšana un kanālu caururbuma aizpildīšana

Pēc līniju izveidošanas tās tiek secīgi piepildītas ar vadošiem materiāliem, piemēram, titāna nitrīdu (TiN) un volframu (W), lai panāktu labu elektrisko savienojumu. Tajā pašā laikā ir jāaizpilda kanālu caurumi, lai nodrošinātu, ka katru atmiņas šūnu var efektīvi savienot ar ārējo shēmu.

Kanāla caurumu aizpildīšana‍

Tas ir piepildīts ar dažādiem materiāliem, ieskaitot vārtu oksīdu, peldošos vārtus, tuneļa oksīdu, aktīvo polisilīciju un centrālo SiO.

Kontakta caurumu kodināšana

Kontaktu caurumu kodināšana tiek veikta, lai izveidotu savienojumu no augšējā metāla slāņa ar uzglabāšanas kameru. Arī kontaktu caurumu kodināšanai nepieciešama augsta precizitāte un kontrole.

Kontakta caurumu aizpildīšana

Visbeidzot, kontakta caurumi ir piepildīti ar vadošiem materiāliem, piemēram, alumīniju vai varu, nodrošinot zemu pretestību un stabilas elektriskās īpašības.

3D NAND izgatavošana ir sarežģīts un izsmalcināts process, kas ietver vairākus kritiskus soļus un tehnoloģijas. Paredzams, ka, nepārtraukti attīstoties tehnoloģijām, 3D NAND nākotnē sasniegs lielāku uzglabāšanas blīvumu, ātrāku datu lasīšanas un rakstīšanas ātrumu un mazāku enerģijas patēriņu, kā arī turpinās veicināt informācijas uzglabāšanas tehnoloģiju attīstību.