垂直型晶体管NAND闪存芯片技术恐将提前至2013-2014年投入实用

来源：CNBeta　作者：semimd　责任编辑：admin　发表时间:2011-07-30 21:06　

核心提示：到2013年，几家主要的NAND闪存芯片厂商如Hynix，三星以及东芝等用于生产垂直型晶体管NAND闪存芯片的试产线将准备就绪，而此后的一年或更长时间之后，有关产品的量产则会启动。另外，台湾旺宏电子也已经开始研发与此有关的NAND闪存芯片技术。

在不久前结束的Semicon West2011大会上，记者获悉，在未来两到三年之内，存储芯片厂商可能会开始采用垂直型晶体管技术来制作NAND闪存芯片产品。到2013年，几家主要的NAND闪存芯片厂商如Hynix，三星以及东芝等用于生产垂直型晶体管NAND闪存芯片的试产线将准备就绪，而此后的一年或更长时间之后，有关产品的量产则会启动。另外，台湾旺宏电子也已经开始研发与此有关的NAND闪存芯片技术。

垂直型晶体管技术为何大获厂商青睐？

之所以最近NAND闪存芯片厂商开始对垂直型晶体管技术大表热衷，其原因在于要想在下一个节点制程继续发展现有的平面型晶体管技术，其成本代价将过高--影响成本的主要因素则是光刻的难度。而初期推出的采用垂直型晶体管技术的NAND闪存芯片，则仅需采用半节距尺寸为55nm的设定--而且很有可能仅需使用干式光刻机即可制造。不仅如此，制造垂直型晶体管结构NAND芯片的工序也并不十分复杂。以三星的TCAT工艺为例，其工序为首先通过交替淀积多个氧化层和氮化层的方法形成叠层，然后使用湿法蚀刻将叠层中的氮化硅即氮化层蚀刻掉，最后填充钨材料形成字线，位线及触点结构。

据Novellus公司的执行副总裁Fusen Chen介绍，如果继续使用平面型晶体管技术，那么今年用于制造NAND芯片的制程技术便已经被推进到20nm节点，到2013年，制程技术则需要进一步推进到1Xnm制程级别。如此，便必须使用193nm液浸式光刻+自对准四重成像技术，或者EUV光刻技术来制造芯片，而两种解决方案的成本“都是非常高的”。为了避免光刻成本提升过快，Chen表示垂直型晶体管结构的NAND闪存“将在2013年的时间点启动”。

除了光刻方面的难题之外，要想继续走平面型晶体管技术的老路，材料方面也存在难题需要解决。据应用材料公司的高管 Gil Lee表示，节点制程提升到1xnm级别之后，为了控制寄生电容值，必须对浮栅的形状进行控制，同时还需要应用Airgap技术。另外，此时平面型结构将面临浮栅与控制栅之间的介电层厚度（inter-poly dielectric）很难进一步缩小的问题，需要改变现有的控制栅+浮栅的结构，改用电荷捕获型栅极结构（(Charge Trapping Type)），在控制栅下方布置O-N-O或更复杂的分层结构（比如三星便计划采用的MENOS，便采取了金属栅+氧化铝阻挡氧化物+氮化硅电荷捕获层+二氧化硅隧穿介电层的结构）。

Lee认为：“厂商们何时会将垂直型晶体管技术应用到NAND闪存的制造中，这就要取决于他们能将现有的平面型晶体管技术推进到多远了。而转向垂直型晶体管技术之后，芯片的制程尺寸方面则可以继续保持缩减趋势。”

Novellus公司的高管Bart van Schravendijk则认为，到2013年前，不论是否使用EUV光刻技术，NAND芯片厂商都需要应用双重成像乃至四重成像技术。“如果把EUV和自对准多种成像技术结合在一起，那么成本将变得非常昂贵。相比之下，采用垂直型晶体管技术则暂不会在光刻技术方面遇到很多问题.另一方面，基于TSV的三维堆叠技术也正在兴起。”(责任编辑：admin)

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