Wielki przełom w produkcji pamięci. Naukowcy podwajają prędkość wytrawiania chipów NAND

Nowa metoda wytrawiania plazmowego oparta na fluorowodorze (HF) może otworzyć drzwi do gęstszej pamięci w telefonach, aparatów fotograficznych i komputerach. Zespół badaczy opracował technikę, która podwaja tempo wytrawiania w procesie produkcji chipów pamięci 3D NAND flash.

Standardowa pamięć NAND flash jest wykorzystywana w kartach microSD, pamięciach USB, dyskach SSD w komputerach i telefonach. Aby pomieścić więcej gigabajtów na mniejszych przestrzeniach, producenci zaczęli układać komórki pamięci pionowo w stosy w procesie zwanym 3D NAND. Dzięki tym postępom, projektanci chipów przekroczyli już 200 warstw, a firmy takie jak Micron, SK Hynix i Samsung planują wdrożenie technologii 400 warstw, aby zwiększyć gęstość przechowywanych danych. Jednak wyższa liczba warstw wiąże się z większą złożonością produkcji. Jednym z kluczowych wyzwań jest proces wytrawiania, który polega na precyzyjnym rzeźbieniu otworów, warstwa po warstwie, przez naprzemienne warstwy tlenku krzemu i azotku krzemu.

Wytrawianie plazmowe - korzyści

Badacze z Lam Research, Uniwersytetu Kolorado w Boulder i Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) opracowali nową technikę, która upraszcza ten proces. Wykorzystuje ona kriogeniczną (niskotemperaturową) plazmę fluorowodoru do wytrawiania otworów. W eksperymentach tempo wytrawiania zwiększyło się ponad dwukrotnie, z 310 nanometrów na minutę w przypadku poprzedniej metody, do 640 nm/min w nowej technice. Oprócz tego, otwory były wytrawiane z większą precyzją i czystością.

Nowa metoda wytrawiania plazmowego oparta na fluorowodorze (HF) może otworzyć drzwi do gęstszej pamięci w telefonach, aparatów fotograficznych i komputerach.

Zauważając korzyści, badacze eksperymentowali również z dodatkowymi składnikami, które wzbogacały recepturę plazmy fluorowodoru. Trifluorek fosforu działał jak "nitro" dla procesu wytrawiania dwutlenku krzemu, zwiększając jego tempo czterokrotnie. Przetestowano także fluorek amonowy. Szczegóły tych wyników zostały opublikowane w Journal of Vacuum Science & Technology.

Na wdrożenie tej technologii jeszcze poczekamy

Choć technika ta ma bardzo duży potencjał, nie oznacza to, że rozwiązuje wszystkie problemy. Niemniej jednak Igor Kaganovich, główny fizyk badawczy w PPPL, zauważył, że zwiększenie gęstości pamięci będzie kluczowe w miarę wzrostu zapotrzebowania na dane, zwłaszcza w kontekście rozwoju sztucznej inteligencji.

Choć obecnie nie wiadomo, czy nowa technologia przełoży się na tańsze lub gęstsze chipy NAND dla konsumentów, metoda ta ma szansę rozwiązać istotny problem produkcyjny. Technika musi zostać jeszcze sprawdzona pod kątem komercyjnej wykonalności i skalowalności do masowej produkcji. Nawet jeśli producenci zdecydują się na wdrożenie tej technologii, nie ma pewności, że zaoszczędzone koszty będą widoczne dla końcowego użytkownika, czy ograniczą się do większych marż.