什么是3D闪存“BiCS FLASH™”？

摘要：2007年，KIOXIA是世界上第一个宣布3D闪存技术的公司。在这里，我们介绍了导致降低成本和提高产能的创新要点，以及对BiCS FLASH™的解释。

2007年，KIOXIA是世界上第一个宣布3D闪存技术的公司。在这里，我们介绍了导致降低成本和提高产能的创新要点，以及对BiCS FLASH™的解释。

增加闪存的容量

社会的数字化正在迅速推进，必须存储的数据量正在爆炸性地增加。出于这个原因，有必要增加容量，在单个闪存中存储更多数据。

为了实现这种大容量，KIOXIA开发了存储单元的小型化技术，尽可能减少单个存储单元所占据的面积，以便尽可能多的存储单元可以安装在一个闪存产品中，并实现了15纳米（纳米*1）技术的商业化。然而，小型化技术是有限制的。例如，记忆单元彼此靠近会导致意外电流流动的现象。此外，如图1所示，一个存储单元中积累的电子数量因小型化而减少，因此只有非常小的电子泄漏就开始对数据的稳定性产生影响。

*1 1纳米（纳米）是十亿分之一米

图1。存储单元小型化

BiCS FLASH™的诞生

这些问题导致了通过垂直堆叠闪存的平面结构来增加每单位面积的内存单元数的想法。如果我们考虑建筑的例子，那么这就像把一栋只有10人可以居住的单层建筑重建为一栋五层公寓楼，现在50人可以住在同一块土地上。换句话说，堆积越高，在不增加土地面积的情况下，可以在那里居住的人就越多（图2）。

图2。3D闪存的概念图像

然而，当时也产生了新的问题。当平面结构闪存从底部按顺序堆叠时，每次添加额外的内存层时，创建闪存结构的工作也会增加。换句话说，层叠得越多，成本就越高。

对此，KIOXIA在2007年宣布了BiCS FLASH™ 3D闪存，作为解决制造成本问题的办法。

自2007年在学术会议上展示BiCS FLASH™的“批处理技术”概念以来，BiCS FLASH™产品已商业化，2015年有48层，2018年有96层，2020年有112层，2022年有162层，该技术已被用于各种产品。

图3。3D闪存“BiCS FLASH™”

BiCS FLASH™技术

在这里，我们解释了BiCS FLASH™批处理技术。使用BiCS FLASH™，可以交替堆叠作为控制门的板状电极（图4中的绿色板）和绝缘体，然后大量孔都垂直于表面同时被打开（打孔）。接下来，用电荷储存膜（粉红色部分显示的部分）和柱形电极（柱结构以灰色显示）填充（插入）板形电极中打开的孔的内部部分。在这种情况下，板形电极和柱形电极之间的交点是一个存储单元。