Samsung начинает выпуск первой в мире трехмерной NAND-памяти

Первый чип Samsung V-NAND объёмом 128 Гбит использует  технологию 3D Charge Trap Flash (CTF), обеспечивающую большую надёжность работы и одновременно позволяющую снизить стоимость чипов флэш-памяти по сравнению с классическими ячейками с плавающим затвором, а также технологию многослойной компоновки с вертикальными внутричиповыми соединениями.

«Новая технология 3D V-NAND является результатом многолетних разработок наших специалистов. Целью Samsung было выйти за рамки традиционных способов мышления и преодолеть существующие ограничения в создании упаковки полупроводниковой памяти с помощью инновационных решений, – говорит Чжон-Хек Чой (Jeong-Hyuk Choi), старший вице-президент направления флэш-памяти и технологий компании Samsung Electronics. – Наряду с запуском производства первой в мире 3D V-NAND флэш-памяти мы продолжим представлять новые 3D V-NAND устройства с улучшенной производительностью и более высокой плотностью. Это поспособствует дальнейшему росту мировой индустрии продуктов памяти».

В течение последних 40 лет флэш-память создавалась на основе плоских однослойных структур с ячейками с плавающим затвором. Однако после освоения процесса производства с топологическим размером 10-нм масштаба возникла необходимость в новых технологических решениях, поскольку интерференция между соседними ячейками приводила к снижению надежности NAND-памяти. Попытки решить возникающие проблемы в рамках классических технологий влекла за собой увеличение времени разработки и стоимости чипов памяти.

Новинка V-NAND решает эти технические проблемы, выходя на новый уровень разработки и производства чипов NAND-памяти благодаря инновациям в структуре, схемотехнике и производственном процессе. Для этого Samsung обновила разработанную в 2006 году технологию 3D Charge Trap Flash. В CTF-конструкции электрический заряд (определяющий хранящиеся в ячейке памяти данные) временно помещается в специальную изолированную область ячейки из непроводящего нитрида кремния (SiN) вместо используемого в классических технологиях плавающего затвора полевого транзистора для предотвращения интерференции между соседними ячейками памяти.

Благодаря трехмерной структуре слоев в CTF-конструкции удалось значительно повысить надежность и скорость памяти. Новая 3D V-NAND не только демонстрирует увеличение надежности от 2 до 10 раз, но и вдвое повышает скорость записи по сравнению с обычной NAND-памятью с плавающим затвором, также изготовленной по процессу 10-нм класса.

Кроме того, одним из наиболее важных технологических достижений Samsung V-NAND является вертикальная компоновка ячеек, позволяющая объединить до 24 слоев в одном чипе памяти. При этом специальная технология травления позволяет сформировать вертикальные проводящие каналы, соединяющие слои от верхнего до нижнего. Новая вертикальная структура поможет Samsung выпускать NAND флэш-память более высокой емкости за счет увеличения числа 3D-слоев ячеек вместо дальнейшего наращивания площади чипа, приводящего к непропорциональному росту трудозатрат на его производство.

За 10 лет исследований 3D NAND с вертикальной компоновкой ячеек Samsung запатентовала более 300 технологий производства 3D-памяти по всему миру. С первой полностью функциональной 3D NAND флэш-памятью компания усилила свою конкурентоспособность и ускорила рост отрасли в целом, а также создала основу для производства более продвинутых продуктов, включая чипы NAND флэш-памяти с емкостью 1 Тбит.

Согласно данным ISuppli IHS, показатель доходов мирового рынка NAND флэш-памяти возрастет от $23,6 млрд. в 2013 году и до $30,8 млрд. к концу 2016 года при среднегодовом темпе роста в 11 %.