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小小一顆芯片存儲超TB容量數據:閃存是如何制造出來的?

2020-02-20 16:36:00 IT觀察網 編輯:草根 瀏覽數:37草根網

  大到電腦手機,小到穿戴設備,我們日常生活中的各種數碼電子設備幾乎都離不開閃存?! ∫f閃存是如何制造的,在1987年發明閃存的東芝應該很有發言權了。閑來無事,筆者通過東芝存儲的官網尋覓了與閃存制造相關的一些信息,一起...

  大到電腦手機,小到穿戴設備,我們日常生活中的各種數碼電子設備幾乎都離不開閃存。

  要說閃存是如何制造的,在1987年發明閃存的東芝應該很有發言權了。閑來無事,筆者通過東芝存儲的官網尋覓了與閃存制造相關的一些信息,一起來看這種黑色小芯片到底是如何制造出來的。

  當前我們使用的閃存大多屬于3D閃存,它是將閃存單元立體堆疊而來,靈活地解決了半導體制程發展遇到的瓶頸。東芝在2007年首次在IEEE學術會議上展示了三維(3D)閃存技術:

  由東芝發明的BiCS閃存經過48層和64層發展后,目前已發展為96層堆疊的BiCS4。

  下圖是東芝存儲BiCS4閃存(尚未封裝的die),它采用96層堆疊結構,擁有TLC和QLC兩種類型,后者實現了1.33Tb/die的存儲密度。

  為了實現一層層的堆疊效果,東芝存儲在3D閃存的制造過程中廣泛應用了等離子蝕刻技術,將電極和介電層交替堆疊,然后在所有層上穿孔,并在通孔內沉積介電膜,形成電極柱。

  為了獲得理想的孔形狀,東芝研發了新的掩膜材料和蝕刻氣體,并通過表面和氣體層控制技術增加閃存堆疊層數。

  作為精密的半導體工藝產品,制造完成的閃存晶圓需經過高度精確的缺陷檢查。東芝用SEM掃描電子顯微鏡解和機器學習技術,高效發現和排除制造過程中產生的缺陷,保障閃存品質。

  由于物理限制的原因,半導體光刻工藝的成本不斷增加,東芝正研發納米壓印光刻技術,使用壓印將模板上的納米級圖案轉移到晶圓上。該技術是備受期待的下一代光刻方法,可用較低成本實現先進的存儲器制造。

  作為NAND閃存的發明者,東芝存儲已于2019年10月1日起改名為Kioxia(中文名鎧俠)。Kioxia是日語kiodu(存儲)和希臘語axia(價值)的組合:融合存儲和價值,通過存儲推動世界進步。


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