研究背景

　　在信息時代的飛速發(fā)展中,，海量數(shù)據(jù)的處理不僅對于芯片算力提出越來越高的要求,，不斷累積的數(shù)據(jù)也需要更大,、更快,、延時更低的存儲介質(zhì)，三星、海力士等存儲大廠也在不斷推出更高性能,、更大容量的固態(tài)存儲設(shè)備,。

　　隨著3D NAND容量不斷增加，存儲芯片堆棧數(shù)量也同步增加,，這使得在同樣面積區(qū)域內(nèi)可以實現(xiàn)更高的存儲密度,。隨著堆棧層數(shù)一同增加的是通過單次先進(jìn)刻蝕工藝實現(xiàn)通孔的技術(shù)難度，從60-70以上的堆棧層數(shù)開始,，英特爾&美光,、鎧俠、海力士以及西部數(shù)據(jù)等存儲大廠都轉(zhuǎn)向了雙堆棧技術(shù),，這是一種通過兩次高深寬比接觸*（High Aspect Ratio Contact,，以下簡稱HARC）刻蝕來形成垂直通孔結(jié)構(gòu)，但多堆棧技術(shù)需要復(fù)雜的工藝步驟,，在保障單次工藝良率的前提下,，三星的單堆棧方案可以縮短工藝步驟、降低量產(chǎn)成本,。

　　在2021年Symposia on VLSI Technology and Circuits上,，三星電子Flash工藝架構(gòu)團(tuán)隊發(fā)布了單堆棧128層3D NAND最新研究成果，并以“Highly-Reliable Cell Characteristics with 128-Layer Single-Stack 3D-NAND Flash Memory”為題在會上發(fā)表,，第一作者及通訊作者為團(tuán)隊項目負(fù)責(zé)人樸世?。⊿ejun Park，韓文名???）,。

　　*高深寬比接觸：暫譯名,，原文High Aspect Ratio Contact，即深度遠(yuǎn)大于直徑的通孔刻蝕,，是由三星半導(dǎo)體與Lam Research共同研發(fā)的一種技術(shù),，通過HARC可以通過更少的工藝步驟實現(xiàn)同等層數(shù)閃存的制造。

　　研究內(nèi)容

　　在這項研究中,，三星電子Flash工藝架構(gòu)團(tuán)隊提出了通過單堆棧技術(shù)實現(xiàn)128層3D NAND閃存的方法,，并在量產(chǎn)3D NAND閃存產(chǎn)品中實現(xiàn)了世界上最小的單元間距。此外,，團(tuán)隊研究了工藝縮放和單堆?？涛g引起的退化問題，并討論了解決方法,，通過優(yōu)化工藝窗口,，解決了工藝誘導(dǎo)的電池可靠性退化問題。

　　前景展望

　　憑借先進(jìn)的HARC蝕刻技術(shù)和工藝單元的極大縮小,，三星首次成功制造出單堆棧512Gb的TLC 3D V-NAND閃存,，未來將量產(chǎn)相應(yīng)SSD產(chǎn)品,，這顯示了單堆棧技術(shù)仍有發(fā)展?jié)摿Γ欢ǔ潭壬洗蛳藰I(yè)界自2019年來對高層數(shù)單堆棧方案的質(zhì)疑,，也為未來256層及更大層數(shù)的3D-NAND閃存產(chǎn)品的開發(fā)開辟了新的道路和堆棧方案,。

　　團(tuán)隊介紹

　　樸世俊（Sejun Park,，韓文名???）,，三星電子Flash閃存工藝架構(gòu)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人，畢業(yè)于韓國延世大學(xué)物理學(xué)專業(yè),，曾于2016年作為訪問學(xué)者赴斯坦福大學(xué)研習(xí),。2006年至今于三星電子任職，2008-2012年參與了三星2Xnm,、2Ynm,、1Xnm、第二代32層V-NAND閃存等工藝節(jié)點的開發(fā)工作,，15-17年擔(dān)任第3/4/5代3D閃存（對應(yīng)48/64/96層V-NAND）產(chǎn)品/單元結(jié)構(gòu)研發(fā)總工程師,，17年至今擔(dān)任3D閃存架構(gòu)研發(fā)項目負(fù)責(zé)人。

　　論文原文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9508742