突破性进展：等离子蚀刻技术革新，3D NAND闪存容量实现飞跃

随着人工智能、物联网等技术的迅猛发展，数据量呈指数级增长，对更快速、高密度存储方案的需求变得尤为迫切。作为未来存储的关键方向，3D NAND闪存以其垂直堆叠单元的优势，在有限空间内实现了容量的最大化利用。
近日，由科林研发、科罗拉多大学博尔德分校及美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室共同进行的研究取得了重大突破。研究团队成功开发出一种更快、更精确的等离子蚀刻工艺，将3D NAND深孔蚀刻速度提升了一倍以上，为制造更高密度和更大容量的存储设备奠定了基础。
该研究的核心在于改进3D NAND的深孔蚀刻过程。通过垂直堆叠存储单元，3D NAND技术能够在有限的空间内提供更大的存储容量；而蚀刻深孔则是构建这种堆叠结构的关键步骤。研究人员通过对化学成分的精准调整，采用氢氟化等离子体替代传统的氢气和氟气组合，显著提高了蚀刻效率和精度。
在3D NAND的生产过程中，需要在氧化硅和氮化硅交替层中蚀刻出深窄孔洞。等离子体作为一种部分电离的气体，广泛应用于蚀刻工艺中。通过等离子体中的高能离子与材料原子发生作用，可以精确地移除材料，从而形成所需的孔洞。
为了实现深孔、窄孔以及垂直光滑的蚀刻效果，研究团队不断探索新的配方和参数，寻找最佳解决方案。
研究表明，氢氟化等离子体展示了出色的性能，尤其是在低温蚀刻条件下，其效能更为突出。传统低温蚀刻使用的是氢气和氟气，而新研究采用了先进的氢氟化气体等离子体。实验结果显示，无论是单独蚀刻氮化硅还是氧化硅，氢氟化等离子体都表现出更高的蚀刻速率和质量。特别是在同时蚀刻氧化硅和氮化硅交替层时，蚀刻速率从每分钟310纳米提升至640纳米，增幅超过一倍。
此外，研究还探讨了三氟化磷（PF3）在二氧化硅蚀刻中的应用，发现添加PF3可使二氧化硅的蚀刻速率提高四倍，但对氮化硅的影响较小。研究进一步揭示了副产物氟硅酸铵的作用机制，以及水如何影响这些键结并加速蚀刻过程。
这一突破性的研究成果不仅革新了3D NAND的制造技术，而且为未来的高密度、大容量数据存储开辟了新的道路，推动了电子设备的发展，并为人工智能、大数据等技术的应用提供了更加坚实的基础设施支持。