为了纠正数据存储，究诘东说念主员正在完善三维 NAND 闪存，这种闪存将单元堆叠起来，以最大舍弃地期骗空间。究诘东说念主员发现了一种更快、更高效的要领，可期骗先进的等离子体工艺在 3D NAND 闪存中蚀刻深孔。 通过调度化学要素，他们将蚀刻速率普及了一倍，并改善了精度，为收尾更密集、更大容量的内存存储奠定了基础。
跟着电子耕作不休诬捏，而惩办的数据量却有增无已，纠正数字存储器的制造要领变得至关费力。 公私合营伙伴关连的究诘东说念主员正在探索以原子圭臬制造数字存储器的新要领，旨在得志日益增长的高密度数据存储需求。
其中一个要点是纠正三维 NAND 闪存的出产工艺，这种本领不错垂直堆叠数据，从而最大舍弃地普及存储容量。 Journal of Vacuum Science & Technology A上发表的一项最新究诘发现，使用等离子体和其他重要材料的正确组合，不错将这种存储器所必需的深窄孔蚀刻速率普及一倍。 这项究诘由来自 Lam Research、科罗拉多大学博尔德分校和好意思国动力部普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的科学家通过模拟和实验完成。
NAND 闪存是一种非易失性存储，这意味着即使断电，它也能保留数据。
\"大大量东说念主都熟悉 NAND 闪存，因为数码相机和优盘的存储卡中就有这种闪存。 它也用于电脑和手机。 跟着东说念主工智能的使用，咱们对数据存储的需求也在不休增长，因此，让这种存储器变得更密集--从而在疏浚的占大地积践诺纳更大量据--将变得越来越费力，\"PPPL首席究诘物理学家伊戈尔-卡加诺维奇（Igor Kaganovich）说。
艺术家画图的期骗等离子体在氧化硅和氮化硅瓜代层上蚀刻出的孔，用于制造 3D NAND 闪存。 究诘东说念主员但愿纠正制作这些孔的要领，使每个孔都深、窄、垂直，两侧光滑。 图片起原：Kyle Palmer / PPPL 通信部
数字存储器以称为单元的单元保存信息。 数据以单元的景况保存，每个单元要么处于怒放景况，要么处于关闭景况。 在传统的 NAND 闪存中，单元是单层成列的。 在 3D NAND 闪存中，好多存储单元堆叠在统统，以便在更小的空间践诺纳更多的数据。 这就好比用 10 层楼高的公寓取代平房，以容纳更多的居民。
制造这些堆栈的一个重要模式是在氧化硅和氮化硅瓜代层上刻孔。 将分层材料高傲在等离子体（部分电离气体）体式的化学物资中，不错蚀刻出孔。 等离子体中的原子与分层材料中的原子相互作用，从而刻出孔洞。
究诘东说念主员但愿纠正这些孔的制作要领，使每个孔都深、窄、垂直，两侧光滑。 要使配方恰到公道相等困难，因此科学家们不休测试新的要素和温度。
二氧化硅和氮化硅层（左）瓜代蚀刻，酿成一个垂直的深孔（右）。 图片起原：Thorsten Lill / Lam Research
现供职于 Lam Research 公司的前 PPPL 究诘员 Yuri Barsukov 说：\"这些工艺期骗等离子体看成高能离子源。 使用等离子体中的带电粒子是制造微电子学所需的极小但很深的圆形孔洞的最浮浅要领。 然则，这种被称为反映离子蚀刻的工艺还不王人备熟谙，有待纠正。 \"
最近的一项发展触及将晶片--待惩办的半导体材料薄片--保握在低温景况。 这种新兴要领被称为低温蚀刻。
传统的低温蚀刻工艺使用单独的氢气和氟气来制造孔洞。 究诘东说念主员将这种工艺的效果与使用氟化氢气体产生等离子体的更先进的低温蚀刻工艺进行了比较。
Lam Research 公司的 Thorsten Lill 说：\"使用氟化氢等离子体的低温蚀刻工艺与曩昔的低温蚀刻工艺比较，蚀刻速率有了显耀普及，因为曩昔的低温蚀刻工艺使用的是单独的氟源和氢源。 \"
Lam Research 公司总部位于加利福尼亚州弗里蒙特，为芯片制造商提供晶圆制造耕作和作事。
禁受新要领使蚀刻率翻番
在鉴识测试氮化硅和氧化硅时，使用氟化氢等离子体而不是单独的氢气和氟气，氮化层和氧化层的蚀刻速率都有所普及。 诚然对氮化硅的影响比对氧化硅的影响更彰着，但同期蚀刻这两种材料所产生的蚀刻率普及最为显耀。 事实上，氧化硅层和氮化硅层瓜代蚀刻的速率加多了一倍多，从每分钟 310 纳米加多到每分钟 640 纳米（东说念主的头发宽度粗陋为 9 万纳米）。
Lill说：\"蚀刻的质地似乎也有所普及，这小数意旨重要。\"
究诘东说念主员还究诘了三氟化磷的影响，三氟化磷是蚀刻二氧化硅时不能或缺的费力要素。 诚然三氟化磷曩昔也被使用过，但究诘东说念主员但愿更好地了解和量化它的影响。 他们发现，加入三氟化磷后，二氧化硅的蚀刻速率普及了四倍，但氮化硅的蚀刻速率仅略有普及。
究诘东说念主员究诘的另一种化合物是氟硅酸铵，它是在蚀刻进程中氮化硅与氟化氢反映时酿成的。 究诘标明，氟硅酸铵不错减缓蚀刻速率，但水不错对消这种影响。 字据Barsukov的模拟，水会放松氟硅酸铵键。有水存在时，盐会在较低温度下瓦解，从而加快蚀刻。
这项究诘之是以费力，还因为它展示了工业界、学术界和国度实验室的科学家们如何合营复兴微电子限制的费力问题。 它还汇集了实验东说念主员和表面东说念主员相聚的信息。
\"咱们正在为更平庸的社区搭建桥梁。这是世界更好地了解半导体制造工艺的费力一步\"。Lill说，他很抚玩与PPPL在半导体制造究诘方面的合营，因为PPPL的究诘在微电子等离子体模拟方面提供了一系列才调。
编译自/ScitechDaily