Quy trình 3D NAND

0021-35869 ĐẦU TẮM

Phòng TIN Assy

3D NANDPquá trình

Trong thời đại kỹ thuật số ngày nay, nhu cầu lưu trữ dữ liệu ngày càng cao, yêu cầu về hiệu năng đối với các thiết bị lưu trữ cũng ngày càng cao. Là một công nghệ lưu trữ ổn định tiên tiến, 3D NAND đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động, máy tính cá nhân và thậm chí cả trung tâm dữ liệu do mật độ cao, dung lượng lớn và tuổi thọ cao. Bài viết này sẽ giới thiệu ngắn gọn về quy trình sản xuất 3D NAND.

Tấm silicon có định hướng tinh thể cụ thể được chọn làm chất nền‍‍‍‍‍‍

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 >. Việc chọn hướng wafer phù hợp là rất quan trọng cho các bước quy trình tiếp theo vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ tin cậy của bóng bán dẫn.

CVD được sử dụng để xen kẽ các màng mỏng nhiều lớp

Tiếp theo, lắng đọng hơi hóa học (CVD) được sử dụng để lắng đọng xen kẽ nhiều lớp trên đế silicon cho đến khi đạt được số lớp mong muốn. Hai sự kết hợp vật liệu phổ biến nhất là oxit-nitride và oxit-polysilicon, trong đó Samsung chọn silicon nitride và silica làm hệ thống vật liệu cho các sản phẩm 3D NAND của mình. Thách thức của quá trình này là đảm bảo rằng các màng có số lượng ngăn xếp cao có độ dày chính xác và độ đồng đều tốt, điều này rất quan trọng để duy trì tính nhất quán và độ tin cậy của hiệu suất thiết bị.

Một mặt nạ cứng để khắc kênh lắng đọng

Để đạt được kiểu dáng đẹp tiếp theo, cần phải phủ một mặt nạ cứng lên trên màng nhiều lớp, thường là màng carbon vô định hình có khả năng chống ăn mòn cao. Lớp mặt nạ này sẽ bảo vệ những phần không cần khắc và hướng dẫn quá trình khắc rãnh tiếp theo. Các loại khí được sử dụng trong quá trình ăn mòn chủ yếu là oxy (O2), được bổ sung nitơ (N2) và hydro (H2) để tối ưu hóa hiệu quả ăn mòn.

Mặt nạ cứng được mở bằng cách khắc

Sau khi khu vực cần khắc được xác định bằng phương pháp quang khắc trên mặt nạ cứng, mặt nạ cứng ở vị trí xác định sẽ được loại bỏ bằng cách khắc khô, để lộ màng nhiều lớp bên dưới. Bước này là chìa khóa để kiểm soát chính xác kích thước và hình dạng của thiết bị.

Rãnh xuyên qua lỗ khắc

Tiếp theo, các via của kênh được khắc bằng cách sử dụng các loại khí chứa flo như SF6 hoặc CF4, một quy trình đòi hỏi độ chính xác rất cao để đảm bảo rằng mỗi lỗ xuyên qua sẽ xuyên qua chính xác tất cả các lớp để chạm tới chất nền silicon ở phía dưới.

Bước khắc

Sau đó, quá trình ăn mòn từng bước được thực hiện, được xử lý bằng các tổ hợp khí khác nhau để tạo ra oxit silic (ví dụ: CF4/CHF3) và nitrit (ví dụ: CH2F2), để tạo thành cấu trúc mong muốn.

khắc khe

Khắc theo khe được sử dụng để hoàn thiện thêm cấu trúc nhằm chuẩn bị cho việc hình thành đường nét sau này. Quá trình này cũng đòi hỏi độ chính xác và kiểm soát cao.

Khắc SiNx để tạo thành dòng ký tự

Sau khi khắc khe, silicon nitride (SiNx) được khắc bằng quy trình cụ thể để tạo thành dòng ký tự, đây là một phần quan trọng trong việc kết nối các ô nhớ riêng lẻ.

Điền dòng từ và điền kênh qua lỗ

Sau khi các đường dây được hình thành, chúng được lấp đầy tuần tự bằng các vật liệu dẫn điện như titan nitrit (TiN) và vonfram (W) để đạt được kết nối điện tốt. Đồng thời, các vias kênh cần phải được lấp đầy để đảm bảo rằng mỗi ô nhớ có thể được kết nối hiệu quả với mạch bên ngoài.

Đổ đầy lỗ xuyên kênh‍

Nó chứa đầy nhiều loại vật liệu, bao gồm oxit cổng, cổng nổi, oxit đường hầm, polysilicon hoạt tính và SiO trung tâm.

Khắc lỗ tiếp xúc

Việc khắc các lỗ tiếp xúc được thực hiện để thiết lập kết nối từ lớp kim loại trên cùng đến ô lưu trữ. Việc khắc các lỗ tiếp xúc cũng đòi hỏi độ chính xác và khả năng kiểm soát cao.

Lấp đầy lỗ tiếp xúc

Cuối cùng, các lỗ tiếp xúc được lấp đầy bằng vật liệu dẫn điện như nhôm hoặc đồng, đảm bảo điện trở thấp và tính chất điện ổn định.

Việc chế tạo 3D NAND là một quá trình phức tạp và phức tạp bao gồm một số bước và công nghệ quan trọng. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, 3D NAND dự kiến ​​sẽ đạt được mật độ lưu trữ cao hơn, tốc độ đọc và ghi dữ liệu nhanh hơn và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn trong tương lai, đồng thời tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của công nghệ lưu trữ thông tin.