Samsung: Rusza produkcja pierwszych pamięci trójwymiarowych
Samsung ogłosił rozpoczęcie masowej produkcji pierwszych w branży trójwymiarowych pamięci flash typu Vertical NAND (3D V-NAND). To przełom w pokonywaniu granic miniaturyzacji pamięci NAND i zapowiedź nowej ery pamięci 3D oferujących większą wydajność i pojemność.
Pojedyncze chipy Samsung V-NAND zapewniają pojemność 128 gigabitów (Gb). Wykorzystano w nich opracowaną przez koreańską firmę pionową strukturę komórek pamięci w oparciu o technologię 3D Charge Trap Flash (CTF) oraz technologię procesu pionowego wiązania, umożliwiającą łączenie trójwymiarowych układów komórek. Dzięki zastosowaniu obu tych technologii pamięć 3D V-NAND umożliwia ponad dwukrotną miniaturyzację w porównaniu z płaską pamięcią flash klasy 20 nm.
Od ponad 40 lat typowe pamięci flash wykorzystują płaskie struktury z izolowanymi (tzw. swobodnymi) bramkami (floating gates). Odkąd nowe technologie produkcji pozwoliły osiągnąć klasę 10 nm, a nawet ją przekroczyć, pojawiły się problemy związane z granicami miniaturyzacji, przekroczenie których powoduje występowanie interferencji między komórkami pamięci mogące obniżać niezawodność produktów typu NAND flash. Takie ograniczenia dodatkowo wydłużają czas i zwiększają koszty prac badawczo-rozwojowych. Nowa technologia Samsung V-NAND pokonuje technologiczne wyzwania, umożliwiając pionowe układanie płaskich warstw komórek w nowe, trójwymiarowe konstrukcje.
W ramach architektury NAND flash bazującej na modelu CTF, ładunek elektryczny zostaje tymczasowo uwięziony w komorze otoczonej nieprzewodzącą powierzchnią z azotku krzemu (SiN), zamiast korzystać ze swobodnej bramki zapobiegającej interferencjom pomiędzy sąsiadującymi komórkami pamięci. Poprzez wzbogacenie warstwy CTF o trzeci wymiar udało się znacznie poprawić niezawodność i szybkość pamięci NAND. Nowa pamięć 3D V-NAND charakteryzuje się nie tylko większą niezawodnością (od 2 do 10 razy), lecz także dwukrotnie wyższą prędkością zapisu w porównaniu z konwencjonalnymi pamięciami NAND flash w technologii 10 nm ze swobodnymi bramkami.
Procesu łączenia umożliwia ułożenie w pionie do 24 warstw komórek pamięci dzięki specjalnej technologii trawienia, łączącej warstwy poprzez ich perforację - od warstwy najwyższej aż do podstawy. Dzięki nowej, pionowej strukturze Samsung może projektować produkty z pamięciami NAND flash o większej pojemności, powiększając trójwymiarowe warstwy komórek bez konieczności dalszej miniaturyzacji na płaszczyźnie, co obecnie stało się niezwykle trudne do osiągnięcia.
Po prawie 1. latach badań nad 3D Vertical NAND, firma Samsung posiada na całym świecie ponad 300 zgłoszeń patentowych w zakresie pamięci 3D. Pierwsza na rynku w pełni funkcjonalna pamięć 3D Vertical NAND stanowi podstawę do tworzenia bardziej zaawansowanych produktów, np. pamięci NAND flash 1Tb. Nowe pamięci wykorzystane zostaną w urządzeniach mobilnych i do tworzenia pojemniejszych dysków SSD.
