突破性3D NAND快閃蝕刻技術可加速固態硬碟的生產
研究人員開發出一種氟化氫等離子體技術,可將三維NAND 快閃記憶體晶片製造過程中的蝕刻速度提高一倍,新蝕刻製程可提高手機、相機和電腦的資料儲存密度。

標準NAND 快閃記憶體用於微型SD 卡、USB 驅動器以及電腦和手機中的固態硬碟。 為了在更小的空間內容納更多的千兆位元組,製造商開始在一種稱為3D NAND 的製程中垂直堆疊儲存單元。
3D NAND 的進步已經推動晶片設計超過200 層,美光、SK 海力士和三星等公司已經瞄準400 層技術,以提高儲存密度。 然而,更高的層數也帶來了更高的製造複雜性。 其中一個要求特別高的製程是蝕刻,這需要在交替的氧化矽和氮化矽層上一層一層精心雕刻出精確的孔洞。
來自Lam Research、科羅拉多大學博爾德分校和普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL) 的研究人員開發了一種新技術來簡化這個過程。 它使用低溫(低溫)氟化氫等離子體來蝕刻孔。 在實驗中,蝕刻速度提高了一倍多,從舊方法的每分鐘310 奈米提高到他們方法的每分鐘640 奈米。 他們也發現,這樣蝕刻出的孔比較乾淨。
看到這樣做的好處,研究人員嘗試在氟化氫等離子配方中添加一些其他成分。 三氟化磷作為二氧化矽蝕刻的氮氣助推劑,使蝕刻速度提高了四倍。 他們也測試了氟矽酸銨。 研究小組在《真空科學與技術雜誌》(Journal of Vacuum Science & Technology)上發表的一項研究中詳細介紹了他們的發現。
研究人員發現了氟化氫等離子體的好處,並探索在這種配方中添加一些其他成分。 三氟化磷起到了促進二氧化矽蝕刻的作用,使蝕刻速度提高了四倍。 他們也測試了氟矽酸銨。 研究結果全文請參考發表在《真空科學與技術期刊》(Journal of Vacuum Science & Technology)的研究。
雖然仍存在一些挑戰,但新技術可以克服製造方面的重大障礙。 PPPL 首席研究物理學家伊戈爾-卡加諾維奇(Igor Kaganovich)指出,隨著採用人工智慧,數據需求不斷增長,提高記憶體密度至關重要。
至於這是否會為消費者帶來更便宜或更高密度的NAND 晶片,現在下結論還為時過早。 這項技術仍需經過商業驗證,並按比例進行大規模生產。 即使製造商採用了這種工藝,也不能保證任何成本節約都能惠及消費者。