Massenproduktion von 3D-NAND-Flash

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Massenproduktion von 3D-NAND-Flash
Massenproduktion von 3D-NAND-Flash

Samsung hat die Massenproduktion von vertikalem 3D-Flash-Speicher (V-NAND) gestartet. Die vertikale Anordnung dieses Speichertyps überwindet die gängige Skalierungs-Strategie, in der höhere Speicherdichte nur durch kleinere Strukturen auf einer Ebene möglich war. Der neue Speicher eignet sich gut für SSDs, wodurch hier höhere Speicherkapazitäten möglich werden.

 

Die neue Technik ermöglicht eine Kapazität von 128 Gb in einem einzigen Chip. Samsungs vertikale Struktur, die auf der 3D-Charge-Trap-Technik basiert, nutzt vertikale Verbindungen für ein 3D-Zellen-Array. Auf diese Weise kann doppelt skaliert werden: durch die Verwendung von 20-nm-Technik und durch 3D-Anordnung. In den letzten vierzig Jahren wurde eine höhere Speicherdichte nämlich ausschließlich durch kleinere Strukturen in planarer Anordnung erreicht. Wenn es nun in Richtung der kommenden 10-nm-Strukturen geht, tun sich neue Probleme auf, weil aufgrund von Zellen-Interferenz die Zuverlässigkeit der Speicherzellen leidet. Die Behandlung dieser Probleme wird Zeit und Geld kosten. Der 3D-Prozess hingegen bietet einen weiteren Skalierungsweg.


Die CTF-Architektur platziert eine elektrische Ladung temporär in einem Speicherraum in einer nichtleitenden Lage als Silizium-Nitrid, was Interferenzen reduziert. Laut Samsung macht das die Speicherzellen um den Faktor zwei bis zehn zuverlässiger. Außerdem verdoppelt sich auch die Schreibleistung gegenüber dem klassischen Floating-Gate in 10-nm-Strukturen. Der größte Vorteil der 3D-Anordnung aber dürfte sein, dass durch einen speziellen Ätzprozess bis zu 24 Lagen mit Speicherzellen übereinander gestapelt werden können. Auf diese Weise ist eine höhere Speicherdichte auch ohne kleinere Strukturbreiten möglich.

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