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浮栅型3D NAND技术解析.docx
资料介绍
浮栅型3D NAND（FG）技术解析
一、浮栅型3D NAND的基本概念
什么是浮栅型存储器
浮栅型存储器是电荷陷阱型存储器之外另一类主流非易失性存储器架构，核心结构是在控制栅极和沟道之间插入一层电隔离的多晶硅浮栅，通过向浮栅注入或抽取电荷改变阈值电压，以此区分"0"和"1"两种存储状态。由于浮栅被二氧化硅等绝缘材料完全包裹，即使断开电源，浮栅中的电荷也不会轻易流失，因此能够实现数据的非易失性存储，这也是所有NAND闪存能够长期保存数据的核心基础。
从2D到3D NAND的演进逻辑
在平面2D NAND时代，浮栅架构就是绝对主流，随着存储单元特征尺寸不断缩小，平面工艺逐渐走到了物理极限：当制程降到1Xnm节点以下，相邻存储单元之间的串扰会显著加剧，漏电流增加导致数据保留能力下降，良率也难以控制。为了继续提升存储密度、降低单位存储成本，行业选择了将存储单元垂直堆叠的3D架构，浮栅架构也随之迁移到3D NAND结构中，成为最早实现量产的3D NAND技术路线之一。
二、浮栅型3D NAND的核心结构
基本堆叠与阵列结构
浮栅型3D NAND采用垂直栅极阵列（VG）或者栅极先做（Gate First）、栅极后做（Gate Last）工艺，将存储单元沿着垂直方向逐层堆叠，最常见的是替换栅极工艺：先堆叠多层牺牲层和绝缘层，然后刻蚀出深垂直沟道孔，填充多晶硅沟道和栅极介质之后，再将牺牲层替换为控制栅极和浮栅结构。
典型的浮栅型3D NAND存储单元串结构是：一根垂直的沟道柱贯穿所有堆叠层，每一层对应一个存储单元，所有单元串联成一个存储串，串的底部连接漏极选通管，顶部连接源极选通管，最终通过位线和字线连接到外围电路。
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