3D NAND的沟道通孔刻蚀工艺步骤

本文介绍了什么是沟道通孔以及沟道通孔的刻蚀工艺。    

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：黄飞