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浮栅型3D NAND技术解析
资料介绍
一、浮栅型3D NAND的基本概念与发展背景
浮栅型3D NAND是基于浮栅存储结构开发的三维堆叠式闪存芯片，是非易失性存储技术的重要分支。在平面NAND闪存发展遭遇物理瓶颈后，3D堆叠架构成为延续摩尔定律的主流方向，而浮栅结构凭借成熟的工艺基础和优异的电荷保持特性，成为3D NAND量产的主流技术路线之一。
平面浮栅NAND从上世纪80年代开始商用，凭借非易失、可擦写的特性逐渐取代传统的EPROM和EEPROM，成为消费电子和工业存储的主流选择。但随着制程工艺不断缩小到20nm以下，平面浮栅NAND遇到了无法突破的物理瓶颈：相邻单元之间的串扰增强，电荷泄漏加剧，存储可靠性大幅下降，单元面积缩小带来的成本优势也逐渐消失。为了解决这一问题，存储厂商转向三维堆叠架构，将原本平面排列的存储单元沿垂直方向堆叠，既可以在相同晶圆面积下获得更大存储容量，又能够避开平面制程缩小带来的物理限制，浮栅型3D NAND也就应运而生。
二、浮栅型3D NAND的结构与工作原理
（一）核心存储单元结构
浮栅型3D NAND的核心存储单元基于经典浮栅结构构建，与平面浮栅结构不同，3D架构下的存储单元垂直排列在沟道周围。每个存储单元主要由控制栅、浮栅、隧道氧化层和阻挡氧化层构成：浮栅是完全被绝缘层包裹的导电多晶硅层，能够长期捕获存储电荷，是实现非易失性存储的核心；隧道氧化层位于浮栅和沟道之间，擦除操作时电子可以通过隧道效应穿过氧化层完成电荷转移；阻挡氧化层位于浮栅和控制栅之间，作用是阻挡电荷在浮栅和控制栅之间泄漏，保证存储数据的稳定性。
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