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3D NAND是什么？

發(fā)布時間：2021-03-02

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1. 引言
       3D NAND是什么呢？下面我們來探討一下。
       多虧了193nm浸沒和多重圖案，閃存供應商已將平面NAND擴展到1xnm節(jié)點體系。平面NAND涉及水平多晶硅條的生產(chǎn)。這些條用于制作字線。這些依次連接存儲單元的控制柵極。但是在1xnm節(jié)點上，供應商正在努力擴展NAND器件中的關鍵元件-浮柵。實際上，浮動柵極的控制柵極與電容耦合比降低了。
2. 發(fā)展歷史
       2013年，三星意識到平面NAND即將走到盡頭，因此在競爭對手方面躍居首位，并推出了業(yè)界弟一款3D NAND設備。三星的V-NAND設備是128 Gbit芯片，可堆疊24個垂直層，并包含250萬個通道。醉近，三星推出了基于其芯片的32層設備和SSD。此外，美光，SK海力士和東芝也在開發(fā)3D NAND。
       在3D NAND中，多晶硅條被拉伸，折疊并垂直豎立。3D NAND代替了傳統(tǒng)的浮柵，而是使用了電荷陷阱技術。基于氮化硅膜，電荷陷阱將電荷存儲在存儲器的相對側。說明三星3D NAND制造挑戰(zhàn)的一種方法是檢查三星的V-NAND設備。三星的3D NAND技術采用30nm至40nm的設計規(guī)則和后柵極工藝，被稱為Terabit Cell Array Transistor（TCAT）。TCAT是一種環(huán)繞門設備，其中，柵極圍繞通道。TCAT流程從CMOS基板開始。然后，根據(jù)客觀分析，將氮化硅和二氧化硅的交替層沉積在基板上。這個過程就像制作蛋糕一樣，貸表了交替流動堆沉積中的弟一個重大挑戰(zhàn)。

3D NAND結構圖.png

圖1 3D NAND結構圖

3. 3D NAND技術要點
使用化學氣相沉積（CVD），交替堆疊沉積涉及逐層沉積和堆疊薄膜的過程。挑戰(zhàn)在于沉積具有良好均勻性和低缺陷的薄膜。隨著3D NAND供應商將其設備擴展到32層以上，挑戰(zhàn)也日益加劇。交替堆疊沉積確定給定器件的層數(shù)。在該步驟之后，在結構上應用硬掩模，并在頂部構圖孔。

3D NAND三維結構圖.png

圖2 3D NAND三維結構圖

然后是下一個困難的部分。從設備的頂部到基板蝕刻高縱橫比的溝槽。長寬比是平面尺寸的十倍。在高縱橫比蝕刻工藝之后，該孔襯有用于通道的多晶硅。根據(jù)Objective Analysis，該孔充滿了二氧化硅，稱為“通心粉通道”。然后，使用狹縫蝕刻工藝在結構內形成柱。此時，去除了原始的氮化硅和二氧化硅的交替層。根據(jù)Objective Analysis的說法，醉終的結構看起來像是帶有鰭片的狹窄塔樓。
在該步驟之后，必須將外維邏輯連接到控制門。為了實現(xiàn)這一壯舉，該結構還要經(jīng)受另一次困難的階梯樓梯蝕刻。使用蝕刻機的想法是將階梯圖案蝕刻到設備的側面。

3D NAND 效果圖.png