Procesos más ecológicos para fabricar memoria 3D NAND

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Investigadores surcoreanos han desarrollado una técnica más respetuosa con el medio ambiente para un proceso clave en la fabricación de chips de memoria 3D NAND. Se trata de la preparación de un producto químico que sirve como parte del solvente utilizado en el grabado del silicio, que con el sistema convencional genera gases muy contaminantes.

El apilamiento organizado de capas de celdas de memoria flash es la base de las memorias 3D NAND que se utilizan en el almacenamiento de estado sólido más moderno. En la fabricación de estos chips intervienen numerosos procesos en los que se utilizan diferentes compuestos basados en el silicio y, para construir la estructura tridimensional de la memoria 3D NAND se apilan capas que previamente se han sometido a un proceso de grabado en húmedo de la capa de Nitruro de silicio (Si3N4) sobre dióxido de silicio (SiO2).

Para ello se emplea una solución de ácido fosfórico que elimina el material sobrante del proceso de grabado, y en este líquido se añade fosfato de sililo (Silyl-phosphate), un aditivo que permite controlar el ritmo de disolución de la capa de óxido de silicio. Para obtener este compuesto complejo se utiliza un precursor de silicio monomérico muy costoso y que trabaja a muy altas temperaturas, lo que genera gases muy nocivos para el medio ambiente, como HCI, HF y CH3OH. Esto implica que la industria necesita utilizar sistemas de procesamiento de este residuo tóxico, que incrementan el coste de producción y tiene un impacto en la huella medioambiental de la industria.

Este es uno de los muchos procesos contaminantes asociados a la fabricación de memoria 3D NAND, similar a otros que se utilizan en la fabricación de otros chips, y que la industria está tratando de abandonar. Pero para ello hacen falta avances como el que acaba de publicar un equipo de investigadores surcoreanos de la Universidad de Chung-Ang, en Seúl, que afirman haber desarrollado un método para fabricar fosfato de sililo sin generar estos subproductos tan contaminantes.

Tras un exhaustivo estudio han determinado que se puede preparar el fosfato de sililo utilizando silicio polimérico, que tiene un coste inferior y que permite cambiar el grado de acidez del ácido fosfórico a una temperatura mucho más baja, sin generar esos gases nocivos en el proceso. Para demostrarlo han realizado simulaciones de dinámica molecular y, después, han preparado ácidos fosfóricos con una gran acidez mediante la evaporación de agua a partir de H3PO4 (85%). Con este procedimiento lograron una rápida reacción del licio polimérico a una temperatura de solo 80o, muy inferior a la que se alcanza normalmente. Gracias a esto aseguran que se puede reducir el impacto medioambiental de la fabricación de memoria 3D NAND.

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