Das 3D-V-NAND-Flash Memory durchbricht die aktuelle Skalierungsgrenze bestehender NAND-Flash-Technologie.

Das 3D-V-NAND-Flash Memory durchbricht die aktuelle Skalierungsgrenze bestehender NAND-Flash-Technologie.Samsung Semiconductor

128 Gigabit beträgt die Speicherkapazität auf nur einem Chip. Das 3D-Vertical-NAND-Flash-Memory nutzt die proprietäre vertikale Zellenstruktur, basierend auf 3D-Charge-Trap-Flash (CTF)-Technologie und vertikaler Interconnect-Prozesstechnologie zur Verbindung des 3D-Zellenarrays. Durch diese beiden Technologien kann das 3D-V-NAND mehr als die doppelte Skalierung erreichen im Vergleich zu 20-nm-Class-Planar-NAND-Flash-Memory.

Zur Realisierung von vertikalem Stapeln (Stacking) planarer Zellenlayer für eine neue 3D-Struktur, überarbeitete Samsung seine CTF-Architektur. Bei der CTF-basierten NAND-Flash-Architektur wird eine elektrische Ladung temporär in eine Haltekammer des nicht leitenden Flash Layers platziert. Zur Verhinderung von Interferenzen zwischen benachbarten Zellen besteht dieser aus SiN und basiert nicht wie bisher üblich auf planaren Strukturen mit Floating Gates.

Durch den dreidimensionalen CTF-Layer konnte die Zuverlässigkeit des 3D V-NAND um das Zwei- bis Zehnfache erhöht werden. Gegenüber der 10-nm-Class Floating Gate NAND Flash Memory ließ sich zudem die Schreibgeschwindigkeit verdoppeln.

Bis zu 24 Zellenlayer können vertikal übereinander gestapelt werden. Eine spezielle Ätztechnologie verbindet die Layer elektronisch, indem Löcher vom

obersten zum untersten Layer gestanzt werden. Mit dieser vertikalen Struktur lassen sich NAND-Flash-Memory-Produkte mit höherer Speicherkapazität realisieren. Dazu wird die Zahl der 3D-Zellenlayer ohne planare Skalierung erhöht. Dies war bisher nur schwer erreichbar.