后来,随着细微化、高度集成化的发展,2014年以1Znm(应该是15纳米)发布了128Gbit的NAND。但是,后来由于发生了近邻存储单元(Memory Cell)之间的串扰(Cross Talk)问题,放弃了2D的细微化,自2015年开始转入(Paradigm Shift)3D时代。而且,除了细微化,还开始了在纵向堆积更多层数的“多层化”发展。

这种多层化以48层、64层、96层(约1.5倍)的形式发展,可以推测,下一步应该是1.2倍的112层。

各3D NANA厂家的现状

会议(Tutorial)“PART I - 3D NAND”的第三位演讲者是Applied Materials(AMAT)的Tomohiko Kitajima先生,演讲题目为《Materials and process technology driven 3D NAND Scaling beyond 200 pairs》。在这篇演讲中Tomohiko Kitajima先生简明地分析、比较了各家NAND厂商的现状,且说明了未来的技术蓝图。这篇演讲,为理解3D NAND,很有帮助,且演讲者在过程中反复展示了视频说明。下面笔者简单介绍其中一部分。

下图3是各家厂商生产的3D NAND的所有断面SEM图,此外,图4是各家厂商的最新的3DNAND的SEM照片与构造。看到这两幅图,笔者感觉很震惊、很有价值。

浅谈3D NAND Flash技术未来的走向及发展趋势

图3:各家存储半导体厂家的3D NAND的断面SEM照片。(图片出自:Tomohiko Kitajima, Applied Materials, “Materials and process technology driven 3D NAND Scaling beyond 200 pairs ”, IMW2020, Tutorials PART 1.)

浅谈3D NAND Flash技术未来的走向及发展趋势

图4:各家存储半导体厂家的最新的3D NAND的比较。(图片出自:Tomohiko Kitajima, Applied Materials, “Materials and process technology driven 3D NAND Scaling beyond 200 pairs ”, IMW2020, Tutorials PART 1.)

行业先驱--三星(Samsung Electronics)直面的问题

下面我们再看下一图3,仅从这一张图我们就可以看到各家集团公司的技术、战略、面临的问题等信息。

三星(Samsung Electronics)正在推进24层、32层、48层、64层、92层以及3D的的多层化发展,由于中国西安工厂大量生产并最先开始出货的是48层,因此可以判断24层、32层是样品交货。三星是最先开始出货48层产品的,且已经发售64层产品,因此可以断言三星控制了48层和64层的市场。

业界普遍认为三星竞争力的来源在于纵横比(Aspect Ratio、AR)较大的内存孔(Memory Hole)的干蚀刻技术(Dry Etching)。三星通过与Lam Research共同研发,开发了AR较大的HARC(High Aspect Ratio Contact)蚀刻设备与技术,远远领先于其他公司。