我国在3D NAND存储器研发领域取得标志性进展

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据中国科学院网站介绍，国家存储基地主要承担单位长江存储科技有限公司与中国科学院微电子研究所联合承担的三维与存储器研发项目取得了新进展。32层3dnand芯片成功通过了电特性等指标的测试，达到了预期要求。它成功地实现了工艺装置和电路设计的整套技术验证，并向产业化迈出了具有象征意义的关键一步。

最近，由国家存储基地主要承担单位长江存储技术有限公司(以下简称“长江存储”)和中国科学院微电子研究所共同承担的三维与非存储器研发项目取得了新的进展。据长江存储首席执行官杨士宁介绍，在首届ICtech Summit 2017 IC Coffee上，32层3d与非门芯片成功通过了电特性等各项指标的测试，达到了预期要求。该存储芯片由长江存储与微电子研究所3D存储R&D中心联合开发。在微电子研究所3D存储器R&D中心主任、长江存储与技术R&D部高级技术总监霍宗良的领导下，成功实现了工艺器件和电路设计的全套技术验证，向产业化迈出了具有标志性意义的关键一步。

在大数据需求的驱动下，存储芯片已经成为电子信息领域最大的集成电路产品。在存储芯片领域，中国长期面临市场需求大、缺乏自主知识产权和关键技术的困境，因此开展大容量存储技术及相关产品开发的研究迫在眉睫。传统的平面与非门存储器面临着技术瓶颈，例如单元之间的串扰增加，以及在降低成本的同时增加单个位的成本。寻求存储技术的逐步突破和创新是发展下一代存储器的主流思路。

3d nand是一种创新的半导体存储技术，它通过增加存储堆栈而不是减小器件的二维尺寸来增加存储密度，从而拓宽了存储技术的发展。然而，其结构的高度复杂性给制造过程带来了新的挑战。经过不懈努力，工艺团队克服了高纵横比刻蚀、高选择性刻蚀、叠层薄膜沉积、存储层形成、金属栅极形成和双曝光金属线等关键技术难题，为实现多层叠层结构的3d nand阵列奠定了坚实基础。

内存的可靠性是影响产品质量的一个重要因素。主要评估特征包括耐久性、数据保留特征、耦合和干扰。世界上3d nand领域已发表的研究成果非常有限。通过大量实验和数据分析，器件团队寻找影响各种可靠性特性的关键因素，并与工艺团队紧密合作，优化器件的各项可靠性指标，最终成功实现了所有可靠性参数达标。

在电路设计层面，堆叠式3D阵列的集成研发面临比平面与非门更复杂的技术问题，需要结合3D器件和阵列结构的特点进行分析和优化。设计团队模拟了三维存储结构，并采用了可编程和可读取的电压配置，该配置可根据层数进行调制，从而补偿了器件特性与阵列物理结构的分布差异，并降低了单元串扰的影响。此外，还应用了许多创新和先进的设计技术，以确保芯片达到产品级的功能和性能指标。

3d nand存储芯片的研发得到了国家集成电路产业基金、紫光控股、湖北国鑫投资和湖北科学投资的大力支持。

图1。3D与非门阵列透射电镜照片

图2。芯片布局(左)，擦除操作的测试波形(右)

来源：荆州新闻