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知名企业畅谈非易失性存储器的未来

发布时间:2019-05-09 20:58 来源:未知 编辑:admin

  在“VLSISymposiumonTechnology”首日举行的自由发表会“WillEmergingNon-VolatileMemoriesFinallyEmerge?”(新型非易失性存储器终会实现吗?)上,东芝、韩国三星电子、韩国海力士半导体(HynixSemiconductor)、美国美光科技(MicronTechnology)以及台湾台积电(TSMC)等大型半导体厂商的负责人纷纷登台,对非易失性存储器技术的未来进行了展望。以下为各公司演讲内容的概要。

  半导体存储器市场可分为数据存储器、代码存储器和工作存储器三部分,而满足所有这些用途的通用存储器并不存在。就东芝的主力业务NAND闪存而言,尽量延长现有浮游栅的寿命是基本方针。但1Xnm之后的技术工艺或许需要实现三维化。后NAND闪存就是三维NAND闪存。为了能够随时替换浮游栅,必须提前准备好三维NAND闪存。

  在三维NAND闪存中,存储器单元面积、制造工艺的简洁性以及抗干扰性等方面最为出色的当属我们研发的“BiCS”。如果采用该项技术,可用单枚芯片实现1Tbit等大容量。虽有观点指出,BiCS在通道中采用了多晶硅,因此阈值电压容易出现偏差,但我们确信可以克服这个问题。

  BiCS需要在贯通孔中进行氮化膜和多晶硅成膜,因此水平方向的尺寸缩小存在极限。为此,要想降低bit成本,就需要增加存储器单元垂直方向的积层数。我认为可以积层20多层。

  关于光刻技术,现有的ArF光刻将在1Xnm之后的技术工艺中遭遇极限。因此,1Xnm以后的某个阶段均需要导入EUV光刻。

  新型非易失性存储器要求具备针对10nm以后技术工艺的可扩展性。我们认为,PRAM(相变存储器)可微细化至7nm前后,ReRAM(可变电阻式存储器)可微细化至5nm前后,STT-MRAM(自旋注入式磁化反转型磁存储器)可微细化至20nm以后。从成本来看,可替代NAND闪存的是ReRAM,可替代NOR闪存和DRAM的是PRAM和MRAM。

  我们已从2010年开始了PRAM的量产,现已达到了可替代NOR闪存的阶段。今后要想替代DRAM,就需要提高擦写次数。STT-MRAM可用于替代工作存储器和混载闪存。我们认为,2013年前后市场上将出现64Mbit以上的产品。STT-MRAM今后需要微细化至1Xnm以后,确保热稳定性和特性均匀性等将成为其课题。ReRAM则需要改进存储器单元的选择元件、确立三维积层技术和提高量产效率等。

  在现有的存储器中,尤其是DRAM要微细化至20nm以后是非常难的。原因是无法确保所需电容器容量的空间。关于这一点,尚未有明确的技术解决方案。

  在我们全力开发的新型非易失性存储器中,包括ReRAM和STT-MRAM。其中,STT-MRAM存在改善布局効率、削减开关电流和确立蚀刻方法等课题。我个人希望继续推进开发,以使这种新型非易失性存储器在5年内实现量产。

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