前言

随着大数据、云计算、物联网的兴起，人类社会的工作和生活产生了海量的数据。这些海量数据对新一代存储技术提出了新要求： 大容量、高速率、低成本。NAND Flash作为存储容量大、读写速度快、工艺成本低的半导体存储器，已经成为存储技术中的主流器件。

NAND闪存全球市场已超过每年600亿美金，并在持续快速增长。为了应对庞大的存储需求，需要持续推进闪存和相关存储技术的研发。然而，目前国内还没有关于存储技术的系统性书籍和教材。本书以中国科学院大学院级“研究生优秀课程”——“存储器工艺与器件技术”课程讲义为基础，结合我国自主的3D NAND Flash技术研发实践经历，集众多教师和学生的共同努力撰写而成。衷心希望本书能够助力我国在集成电路专业相关学科，特别是存储技术方向的人才培养，也希望本书能够为我国的存储技术持续创新和存储器事业贡献绵薄之力。

本书共12章，第1章宏观地介绍半导体存储器的国内外市场状况和分类。第2章主要介绍NAND Flash的发展历史，2D NAND Flash微缩过程中的挑战，以及3D NAND Flash的架构发展历程。第3章详细介绍3D NAND Flash的具体工艺流程，具体分析集成工艺中的挑战。第4章介绍3D NAND Flash的器件电学特性，分析具体操作的物理机制，对多晶硅沟道技术和器件基本特性进行详细介绍。第5章介绍3D NAND Flash的器件模型仿真技术，主要针对TCAD仿真平台及其在2D NAND Flash和3D NAND Flash上的应用进行具体介绍。第6～8章分别介绍3D NAND Flash阵列操作、可靠性技术和测试表征技术等，其中阵列操作和相关可靠性技术是深入学习3D NAND Flash需要掌握的重要知识。第9章介绍NAND Flash的电路设计技术，包括基本架构设计、高性能设计和高可靠性设计。第10章介绍NAND Flash的系统应用技术，包含存储卡和SSD技术，并从控制器技术、固件技术、PCIe高速接口和纠错码技术多方面展开介绍。第11章从基本原理、技术发展、可靠性、工艺集成和电路设计方面概览DRAM存储器技术。第12章对各种新型存储器技术进行介绍和展望，包括新型动态存储器、相变存储器、阻变存储器、铁电存储器以及磁存储器。

本书得以顺利完成，特别感谢长江存储科技责任有限公司提供的实践机会，感谢陈南翔博士、杨士宁博士以及公司研发团队对作者工作的大力支持。在公司团队的支持下，编著者的理论积累得到了实践的检验。

感谢中国科学院微电子研究所叶甜春研究员、戴博伟书记、王文武研究员和曹立强研究员等，有了他们的支持，三维存储器研发中心得以成立并参与到我国3D NAND闪存技术和产品的研发中。感谢存储器中心刘飞研究员、李春龙研究员、王斯宁为本书所做的大量工作。同时，本书得到了中国科学院大学教材出版立项的资助，在此也感谢中国科学院大学相关的领导和老师对本书的支持与帮助。

感谢中国科学院微电子研究所研究生及国科大集成电路学院长江存储定制班学生们在课程讲义整理及更新中的工作，正是因为有了学生们的贡献与积累，本书才得以完成。他们的名字是： 杨涛、赵冬雪、范冬宇、方语萱、李文琦、周稳、贾信磊、韩佳茵、徐盼、杨琨、汪洋、朱桉熠、牛楚乔、张燕钦、李润泽、武金玉、张宁、李建杰、于晓磊、张博、王先良、李前辉、白明凯、牟君、韩润昊、张瑜、邹兴奇、李子夫、徐启康、何杰、卫婷婷、王美兰、万金梅、侯伟、艾迪、王治煜、赵成林、闫亮、夏仕钰、程婷、谢学准、李琦、罗流洋、李雪、张华帆、杨柳、李志、赵月新、刘均展、袁野、李飞、汪宗武、袁璐月、宋玉洁。

最后，本书致力于撰写成一本全面专业的存储器技术书籍，但是由于时间限制和编著者知识水平的限制，书中难免存在不足之处，恳请读者给予指正。

编著者 

2023年2月