Современные технологии флеш-памяти достигли впечатляющих показателей плотности и быстродействия. Однако, неуклонно растущие запросы со стороны искусственного интеллекта и новейшего программного обеспечения стимулировали дальнейшее развитие индустрии и поиск решений для создания еще более компактных и емких запоминающих устройств. В этой гонке за производительностью, прорыв в технологии травления многослойных структур чипов памяти может стать настоящим спасением. Новый метод, разработанный учеными, способен значительно ускорить производственный процесс, открывая возможности для массового выпуска 3D NAND памяти с беспрецедентным количеством слоев и, что немаловажно, снизить себестоимость производства.
Изготовление современных 3D-чипов памяти – это высокотехнологичный и сложный процесс. Лидеры индустрии, такие как Micron, Samsung и SK Hynix, уже активно работают над созданием чипов, насчитывающих 400 и более слоев. При этом, одним из наиболее трудоемких и времязатратных этапов в производстве модулей памяти является процесс травления. Он заключается в формировании микроскопических отверстий, пронизывающих каждый слой чипа, обеспечивая тем самым пути для передачи данных и электропитания. С увеличением количества слоев, сложность и продолжительность этого этапа экспоненциально возрастают, становясь серьезным bottleneck в производственном цикле.
Настоящим прорывом в решении этой проблемы стала работа исследовательской группы из Lam Research, Университета Колорадо в Боулдере и Принстонской лаборатории физики плазмы. Ими был разработан принципиально новый метод травления, основанный на использовании криогенной плазмы фторида водорода. Согласно данным, опубликованным в издании TechSpot, применение этого газа в процессе травления позволило более чем вдвое увеличить скорость обработки по сравнению с традиционными методами. Это означает значительное сокращение времени производственного цикла и, как следствие, снижение себестоимости продукции. Более того, отмечается, что отверстия, полученные с использованием новой технологии, отличаются повышенной чистотой, что потенциально может привести к уменьшению вариативности в качестве ячеек памяти и снижению процента брака. Чистые и ровные каналы также могут способствовать повышению надежности и долговечности конечных продуктов.
Однако, на этом этапе исследования не закончились. Ученые продолжили эксперименты с составом плазмы, добавив в нее трифторид фосфора. Результат превзошел все ожидания – скорость травления диоксида кремния удвоилась вновь! Среди других перспективных химических соединений, исследованных в рамках работы и описанных в научном журнале Journal of Vacuum Science & Technology, упоминается также фторосиликат аммония.
Важно отметить, что несмотря на впечатляющие результаты, новая технология не лишена недостатков. Все используемые химические вещества, к сожалению, обладают высокой токсичностью. Поэтому, самостоятельные эксперименты с травлением 3D NAND в домашних условиях категорически исключены. Производителям, которые решатся на внедрение этого инновационного процесса, придется в первую очередь позаботиться о строжайшем соблюдении техники безопасности для персонала и разработке эффективных методов утилизации опасных отходов производства. Кроме того, необходимо учитывать, что агрессивный газ, образующийся при травлении с использованием фторида водорода, может оказывать негативное воздействие на производственное оборудование, что потребует дополнительных мер по защите и, возможно, модернизации существующих линий. Таким образом, внедрение новой технологии потребует не простого обновления производственных процессов, а комплексного подхода к обеспечению безопасности и экономической целесообразности.
Тем не менее, если производителям удастся успешно преодолеть эти вызовы и безопасно и экономически эффективно внедрить новую технологию, это может стать настоящим подарком для потребителей. Появится реальная возможность удержать цены на SSD-накопители на привлекательном уровне, несмотря на неуклонный рост плотности записи и увеличение общего объема памяти. В перспективе, это может привести к появлению на рынке еще более быстрых, емких и доступных SSD, которые превзойдут по своим характеристикам все, что мы имеем сегодня. Будем надеяться, что этот технологический прорыв откроет новую эру в развитии твердотельной памяти и сделает высокопроизводительные и вместительные накопители доступнее для широкого круга пользователей.
