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東芝、ついに3D-NANDフラッシュを製品化、BiCSを採用

東芝が48層のNANDフラッシュメモリを3月26日からサンプル出荷すると発表した。128Gビットの製品で2ビット/セル構造を持ち、当社の3次元メモリBiCS技術で生産する。これはモノリシックにメモリセルを縦に積み上げる方式で、いわゆる3D-ICとは違う。

図1 東芝が開発した3次元NANDフラッシュBiCSの概念 出典:東芝プレスリリース(2007年6月12日)

図1 東芝が開発した3次元NANDフラッシュBiCSの概念 出典:東芝プレスリリース(2007年6月12日)


従来の2次元NANDフラッシュのメモリセルは平面上に横方向に並べた構造をしているが、3次元NAND構造は、横に並べたセルを縦に積むような形をしている。図1の緑色の電極材料(ポリシリコン)を縦に積み重ねた後、一気に貫通孔を開け、メモリMOSのチャンネル材料を埋め込む(図2)。セルには従来のようなフローティングゲート構造は使えないため、メモリセル構造は窒化膜を導入するMNOSなどの構造を採る。東芝はSONOS構造にしている。


図2 従来構造と3次元NANDフラッシュ構造の比較 出典:東芝プレスリリース(2007年6月12日)

図2 従来構造と3次元NANDフラッシュ構造の比較 出典:東芝プレスリリース(2007年6月12日)


3次元NANDはSamsungが先行し、製品化は一昨年行った。SSDや固体のストレージ用途を狙ったものだが、すでにSSDにも搭載している(参考資料1)。Samsungの3D-NANDの生産はうまくいっていないとのうわさがあり、そのことが事実かどうかはわからないが、東芝としてはSamsungの後塵を拝する訳にはいかない。このため、3次元化を急いだと筆者はみる。東芝の3D-NANDはSK HynixやMicronなどよりも遅く、微細化を優先して2次元化を優先していた(参考資料2)。しかし、ここで発表を急いだということは、Samsungとの差をこれ以上広げる訳にはいかないという決意表明ではないか。ただし、本格的な量産は計画通り来年だろう。

東芝のプレスリリースによれば、BiCS構造は2016年前半に竣工予定の同社四日市工場新・第2製造棟でも生産する予定だとしている。つまり、大量生産は来年という意味である。

参考資料
1. サムスン、3次元NANDを64個搭載したSSDを量産開始 (2013/08/15)
2. NANDフラッシュの各社ロードマップが出揃う (2014/08/26)

(2015/03/26)

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