听泛林专家聊碳化硅和3D NAND

原创： 泛林集团 

作为全球领先的半导体制造设备及服务供应商，泛林集团的技术大咖们对于行业发展有着深刻见解和独到观点。今天，我们就以“碳化硅”和“3D NAND”为关键词，听听他们是如何评价两者的应用前景及潜在挑战。

碳化硅

释义：碳化硅是一种由硅元素和碳元素形成的化合物半导体材料，被用于电动汽车、电力供应、太阳能逆变器等高压场景下专用功率半导体器件的制造。

David Haynes

泛林集团客户支持事业部

战略营销高级总监

“在电动汽车和混合动力汽车领域，越来越多领先的制造商开始采用碳化硅技术。除此以外，智能电网基础设施的构建也成为碳化硅技术的另一个新兴应用领域。尤其是在中国市场，智能电网、汽车和高铁等领域的应用将对碳化硅器件产生巨大需求。”

图片来源：pixabay

“现在，我们面临的挑战是如何向200mm碳化硅晶圆制造过渡。与IGBT（绝缘栅双极型晶体管）技术相比，采用200mm碳化硅晶圆，不仅有可能降低芯片单价，还可能提高碳化硅整体解决方案的经济性。此外，采用200mm碳化硅晶圆还能帮助制造商解锁更先进的工艺工具，从而提高工艺水平以及与硅加工厂的兼容能力。”

“然而，无论是制造150mm还是200mm的碳化硅晶圆，与硅相比，碳化硅这类强粘接材料的加工都会带来一些挑战。尤其是在生产时，厂商需要对碳化硅晶圆的刻蚀进行精确轮廓控制，并同时兼顾晶圆的高产量和表面质量。这些正是实现从平面型碳化硅MOSFET到沟槽式碳化硅MOSFET架构过渡所需的关键要素。”

3D NAND

释义：3D NAND是一种具有高容量的闪存。在3D NAND中，存储单元在垂直方向，而非水平方向进行堆叠，以增加架构密度。

Timothy Yang

泛林集团软件应用工程师

“3D NAND闪存实现了新一代的非易失性固态存储，适用于几乎所有我们可以想像得到的电子设备。3D NAND能够实现超过2D NAND结构的数据密度，即便是在新一代技术节点上制造时也是如此。然而，目前提高3D NAND存储容量的方法可能会带来一些在存储器储存、结构稳定性和电气特性方面的不利影响。”

Steve Shih-Wei Wang

泛林集团高级化学气相沉积

工艺制程专家

“这一系列工艺步骤（多道字线光刻步骤）要求对字线触点进行精确的刻蚀侧面、修剪刻蚀均匀性和回拉CD控制。当在给定的单元密度下添加更多3D NAND层时，字线阶梯也需要加长并占用更多空间。例如，对于一个32层的NAND器件，字线阶梯会从单元阵列的边缘延伸20μm。而对于一个128层架构，字线阶梯则将延伸80μm。受制于这一线性缩放效应影响，当前的字线阶梯设计可能是影响这种3D NAND架构单元效率和扩展的主要障碍。”

Bart van Schravendijk

泛林集团电介质事业部首席技术官

“记忆孔刻蚀是3D NAND制造中最困难的一个步骤。在进行微米级刻蚀的同时，制造商需要极其精确地控制刻蚀的轮廓。随着刻蚀深度的增加，制造商需要添加中性粒子以钝化侧壁，并在底部注入离子以进行深入挖掘。此外，随着深宽比的增加，到达底部的离子和中性粒子的数量也会逐渐下降。”

“虽然我们通常的说法是96层堆叠，但工厂中实际沉积的层数是192层，因为每层堆叠都包括了一对氧化物和氮化物层，因此实际上，我们沉积了两倍的层数。而在沉积工艺中最关键的要素是沉积的均匀程度，尤其是需要严格把控氮化物层的均匀度，以实现TLC和QLC所需的窄阈值电压分布。”

看到这里，你是否觉得意犹未尽？今后我们还将网罗更多来自泛林大咖的观点，带你从全方位了解半导体行业发展。