小小一颗芯片存储超TB容量数据：闪存是如何制造出来的？

大到电脑手机，小到穿戴设备，我们日常生活中的各种数码电子设备几乎都离不开闪存。

要说闪存是如何制造的，在1987年发明闪存的东芝应该很有发言权了。闲来无事，笔者通过东芝存储的官网寻觅了与闪存制造相关的一些信息，一起来看这种黑色小芯片到底是如何制造出来的。

当前我们使用的闪存大多属于3D闪存，它是将闪存单元立体堆叠而来，灵活地解决了半导体制程发展遇到的瓶颈。东芝在2007年首次在IEEE学术会议上展示了三维（3D）闪存技术：

由东芝发明的BiCS闪存经过48层和64层发展后，目前已发展为96层堆叠的BiCS4。

下图是东芝存储BiCS4闪存（尚未封装的die），它采用96层堆叠结构，拥有TLC和QLC两种类型，后者实现了1.33Tb/die的存储密度。

为了实现一层层的堆叠效果，东芝存储在3D闪存的制造过程中广泛应用了等离子蚀刻技术，将电极和介电层交替堆叠，然后在所有层上穿孔，并在通孔内沉积介电膜，形成电极柱。

为了获得理想的孔形状，东芝研发了新的掩膜材料和蚀刻气体，并通过表面和气体层控制技术增加闪存堆叠层数。

作为精密的半导体工艺产品，制造完成的闪存晶圆需经过高度精确的缺陷检查。东芝用SEM扫描电子显微镜解和机器学习技术，高效发现和排除制造过程中产生的缺陷，保障闪存品质。

由于物理限制的原因，半导体光刻工艺的成本不断增加，东芝正研发纳米压印光刻技术，使用压印将模板上的纳米级图案转移到晶圆上。该技术是备受期待的下一代光刻方法，可用较低成本实现先进的存储器制造。

作为NAND闪存的发明者，东芝存储已于2019年10月1日起改名为Kioxia（中文名铠侠）。Kioxia是日语kiodu（存储）和希腊语axia（价值）的组合：融合存储和价值，通过存储推动世界进步。