Финны научат производителей 3D NAND выпускать чипы рекордной плотности

Исследователи из Университета Линчепинга (Linköping University) получили патент на технологию улучшенной металлизации отверстий при производстве многослойной памяти, в частности 3D NAND. Благодаря их разработке заполнение отверстий материалом будет происходить равномерно по всей глубине, что также позволит увеличить плотность их расположения и, следовательно, количество ячеек памяти, создаваемых вокруг них в каждом слое чипа..

Источник изображения: Linköping University

Актуальность и масштабы проблемы учёные наглядно поясняют на примере самого высокого здания в мире — 828-метрового небоскрёба Бурдж-Халифа в Дубае. Если учесть, что соотношение диаметра отверстия для металлизации у многослойной памяти к его глубине составляет 1:100 (диаметр — 100 нм, глубина — 10 000 нм), то основание Бурдж-Халифа в аналогичном масштабе должно быть всего 8 метров. На практике же оно 191 метр, но сложность задачи понятна — необходимо заполнить чрезвычайно глубокое отверстие равномерно по всей длине, поскольку в каждом месте его контакта с очередным слоем создаётся ячейка памяти, и брак здесь недопустим.

Самым простым способом добиться равномерного заполнения отверстий материалом было снижение температуры в момент его осаждения в паровой фазе, что могло привести к браку. Однако финские учёные предложили другой подход: на этом (начальном) этапе они добавили в среду тяжёлый нейтральный газ ксенон. Сообщается, что результат превзошёл ожидания. Благодаря ксенону не пришлось снижать температуру, а его тяжёлые молекулы помогли равномерно заполнить отверстия материалом до самого их дна. В этом заключается очевидный потенциал для дальнейшего увеличения плотности ячеек памяти.

«Мы пока точно не знаем, как это на самом деле работает. Мы считаем, что газообразный ксенон помогает “проталкивать” молекулы в отверстие. Это был гениальный ход моего аспиранта Аруна Харидаса Чулаккала (Arun Haridas Choolakkal). Он изучил некоторые базовые формулы движения газов и выдвинул гипотезу, что это должно сработать. Вместе мы провели ряд экспериментов, чтобы проверить это, и это действительно сработало», — рассказал руководитель проекта Хенрик Педерсен (Henrik Pedersen).

Разработчики получили патент на своё открытие в Финляндии и продали его одной из местных компаний, которая уже приступила к получению международных патентов.