什么是沟道通孔?
沟道通孔(Channel Hole)指的是从顶层到底层垂直于晶圆表面,穿过多层存储单元的细长孔洞。这些通孔贯穿整个堆叠结构,并填充了导电材料,它们在每个存储层之间形成导电通道,从而使电子能够在在存储单元间移动,进行读取、写入和擦除操作。
通孔的深度与控制栅的层数有关,如果是400层以上,通孔的深度在10微米左右,而通孔的直径仅为100nm,因此通孔蚀刻是一种高深宽比的蚀刻。
沟道通孔刻蚀工艺步骤
刻蚀分为三步:无定形碳膜的沉积;碳膜的刻蚀;通孔的刻蚀
为什么要沉积无定形碳膜?因为碳具有很高的耐蚀刻性能。在刻蚀高深宽比的通孔时,碳掩模能够抵抗刻蚀过程中的化学气体,保护碳膜下面的叠层结构不被蚀刻。
无定形碳膜的刻蚀:该工序用ICP-RIE进行刻蚀,刻蚀气体以O2为主。
通孔的刻蚀:该工序采用CCP-RIE进行蚀刻,刻蚀气体以含氟气体为主。
沟道通孔刻蚀需要考虑哪些方面?
通孔直径的均匀性:所有通孔直径要一致,防止存储效率的不一致性。
侧壁平滑度:通孔侧壁的粗糙度会影响后续材料的填充质量。
刻蚀深度控制:要求每个通孔都达到相同的深度,以确保每层存储单元均匀可靠。
掩模侵蚀:硬掩模在刻蚀过程中的耐用性,以防在长时间刻蚀过程中被侵蚀掉。
特征畸变:防止由于应力而引起的通孔弯曲、扭曲和倾斜。
清洁和去除残留物:刻蚀过程中,需要及时排除通孔底部的刻蚀生成物。
审核编辑:刘清
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原文标题:3D NAND的沟道通孔是怎么做出来的?
文章出处:【微信号:bdtdsj,微信公众号:中科院半导体所】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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