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原子層沉積適用於多層3D NAND Flash 然製程時間與成本增加為新課題

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垂直通道填充金屬係3D NAND Flash朝64層以上垂直堆疊發展的關鍵課題之一,DIGITIMES Research觀察,原子層沉積(Atomic Layer Deposition;ALD)製程可於高深寬比(High Aspect Ratio)垂直通道中,大面積形成均勻性薄膜,且具備良好的階梯覆蓋性(Step Coverage),故適用於更多層3D NAND Flash垂直通道填充金屬,然其存在沉積速度較慢及所需材料成本較高等問題。

ALD係化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition;CVD)的一種,與另一CVD技術電漿輔助化學氣相沉積(Plasma-Enhanced CVD;PECVD)相較,ALD採用依序注入第一種與第二種前驅物(Precursor)作為反應氣體的方式,來蒸鍍薄膜,此不同於PECVD運用電漿的蒸鍍技術,同時蒸鍍兩種以上前驅物進行化學反應。

觀察ALD的優點,其可準確控制膜厚,以原子級精準度形成大面積的均勻薄膜,且適於在凹凸結構蒸鍍階梯覆蓋性佳的薄膜,反觀PECVD則不易在凹凸結構或深孔圖樣達成厚度一致的薄膜,故ALD製程可望成為64層以上3D NAND Flash垂直通道填充金屬的解決方案。

不過,ALD因依序注入反應氣體以蒸鍍薄膜,其沉積速度較PECVD慢,相對需較長製程時間,且ALD所需前驅物數量較多,易使沉積成本增加。

DIGITIMES Research觀察,3D NAND Flash朝64層以上發展,需於沉積與蝕刻面改良薄膜沉積、垂直貫穿通道、通道填充金屬等製程,其中,薄膜沉積製程時間延長,垂直貫穿通道需改採成本較高的乾式蝕刻技術,而通道填充金屬所需ALD製程亦存在製程時間與成本增加等問題,使得如何因應成本上揚將成3D NAND Flash發展更多層技術的重要課題。

64層以上3D NAND Flash於通道填充金屬主要課題
資料來源:南韓NH投資證券,DIGITIMES整理,2016/12

內文目錄

  • ALD製程可望成為多層3D NAND Flash通道填充金屬的解決方案
  • ALD適於凹凸結構蒸鍍薄膜 然沉積速度較慢且成本較高
  • 結語

圖表目錄

  • 64層以上3D NAND Flash於蝕刻與沉積製程三大課題
  • 64層以上3D NAND Flash於薄膜沉積、垂直通道及ALD製程變化
  • 64層以上3D NAND Flash於通道填充金屬主要課題
  • 7 個圖表

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