研究背景

　　在信息時代的飛速發展中，海量數據的處理不僅對于芯片算力提出越來越高的要求，不斷累積的數據也需要更大、更快、延時更低的存儲介質，三星、海力士等存儲大廠也在不斷推出更高性能、更大容量的固態存儲設備。

　　隨著3D NAND容量不斷增加，存儲芯片堆棧數量也同步增加，這使得在同樣面積區域內可以實現更高的存儲密度。隨著堆棧層數一同增加的是通過單次先進刻蝕工藝實現通孔的技術難度，從60-70以上的堆棧層數開始，英特爾&美光、鎧俠、海力士以及西部數據等存儲大廠都轉向了雙堆棧技術，這是一種通過兩次高深寬比接觸*（High Aspect Ratio Contact，以下簡稱HARC）刻蝕來形成垂直通孔結構，但多堆棧技術需要復雜的工藝步驟，在保障單次工藝良率的前提下，三星的單堆棧方案可以縮短工藝步驟、降低量產成本。

　　在2021年Symposia on VLSI Technology and Circuits上，三星電子Flash工藝架構團隊發布了單堆棧128層3D NAND最新研究成果，并以“Highly-Reliable Cell Characteristics with 128-Layer Single-Stack 3D-NAND Flash Memory”為題在會上發表，第一作者及通訊作者為團隊項目負責人樸世?。⊿ejun Park，韓文名???）。

　　*高深寬比接觸：暫譯名，原文High Aspect Ratio Contact，即深度遠大于直徑的通孔刻蝕，是由三星半導體與Lam Research共同研發的一種技術，通過HARC可以通過更少的工藝步驟實現同等層數閃存的制造。

　　研究內容

　　在這項研究中，三星電子Flash工藝架構團隊提出了通過單堆棧技術實現128層3D NAND閃存的方法，并在量產3D NAND閃存產品中實現了世界上最小的單元間距。此外，團隊研究了工藝縮放和單堆?？涛g引起的退化問題，并討論了解決方法，通過優化工藝窗口，解決了工藝誘導的電池可靠性退化問題。

　　前景展望

　　憑借先進的HARC蝕刻技術和工藝單元的極大縮小，三星首次成功制造出單堆棧512Gb的TLC 3D V-NAND閃存，未來將量產相應SSD產品，這顯示了單堆棧技術仍有發展潛力，一定程度上打消了業界自2019年來對高層數單堆棧方案的質疑，也為未來256層及更大層數的3D-NAND閃存產品的開發開辟了新的道路和堆棧方案。

　　團隊介紹

　　樸世?。⊿ejun Park，韓文名???），三星電子Flash閃存工藝架構團隊負責人，畢業于韓國延世大學物理學專業，曾于2016年作為訪問學者赴斯坦福大學研習。2006年至今于三星電子任職，2008-2012年參與了三星2Xnm、2Ynm、1Xnm、第二代32層V-NAND閃存等工藝節點的開發工作，15-17年擔任第3/4/5代3D閃存（對應48/64/96層V-NAND）產品/單元結構研發總工程師，17年至今擔任3D閃存架構研發項目負責人。

　　論文原文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9508742