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电荷陷阱型3D NAND.docx
资料介绍
电荷陷阱型3D NAND（CTF）技术解析
一、CTF技术的起源与发展背景
（一）平面NAND闪存的技术瓶颈
在3D NAND出现之前，主流的闪存产品是基于浮栅（Floating Gate, FG）结构的平面NAND。随着摩尔定律推进，平面NAND的特征尺寸不断缩小，从最初的几十纳米缩小到1xnm节点后，浮栅结构的固有缺陷开始凸显。浮栅结构中，相邻存储单元之间需要足够的隔离空间避免电荷串扰，当单元尺寸缩小到一定程度后，隔离区的物理空间被严重压缩，相邻单元之间的电荷干扰急剧增加，导致数据保留能力下降、误码率升高；同时，缩小尺寸带来的漏电流问题也让浮栅NAND的功耗控制和可靠性难以满足需求，平面浮栅NAND的微缩路径走到了物理极限，行业迫切需要新的存储结构突破瓶颈。
（二）电荷陷阱结构的早期研究与3D化落地
电荷陷阱型（Charge Trap Flash, CTF）的概念其实早在上世纪60年代就已经被提出，早期CTF结构因为读写性能、可靠性等问题并没有在商用闪存产品中得到大规模应用。直到平面NAND遇到物理瓶颈后，行业开始探索三维堆叠的存储架构，CTF结构的优势才逐渐被发掘。相较于浮栅结构，CTF不需要单独的导电浮栅层来存储电荷，而是利用绝缘层中的电荷陷阱位点捕获电荷实现数据存储，在结构上更容易实现垂直堆叠，同时相邻单元之间的隔离更简单，电荷串扰更低，非常适配3D堆叠架构。2016年前后，三星、东芝、美光、长江存储等主流存储厂商陆续推出了基于CTF结构的3D NAND产品，CTF逐步取代浮栅结构成为3D NAND的主流技术路线。
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