從晶圓到顆粒 東芝教你造閃存

走進東芝存儲位于日本四日市的閃存制造工廠，這里是全球規(guī)模最大的半導(dǎo)體工廠之一，自創(chuàng)立以來一直從事半導(dǎo)體存儲產(chǎn)品的生產(chǎn)，目前已建成Fab1至Fab6共六個制造車間，全球三成以上的閃存芯片從這里誕生。

東芝的閃存制造車間分為上下兩層結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)線融匯人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)了高度自動化。

閃存的生產(chǎn)在無塵環(huán)境當(dāng)中進行，位于屋頂?shù)淖詣踊瘋魉脱b置負責(zé)將閃存送往不同工序進行加工。

晶圓首先進行加熱，形成氧化膜。這層氧化膜在閃存單元中起到了隧道氧化層的作用，用于保持上方浮柵結(jié)構(gòu)中電子，并允許在特定電壓下電子能夠從中穿透，從而完成閃存的數(shù)據(jù)讀寫功能。

注入特殊氣體形成多晶硅。多晶硅在閃存單元中起到浮柵結(jié)構(gòu)的作用，其中可以儲存電子并表達數(shù)據(jù)信息。

通過光刻工藝制成精細的電路圖形：

去除已感光部分的光刻膠：

使用等離子體腐蝕沒有被光刻膠覆蓋的部分：

將離子注入經(jīng)過腐蝕處理的部分，形成儲存信息的存儲單元：

接下來在上面加入絕緣膜，制作線路層，然后經(jīng)過化學(xué)機械研磨，磨平絕緣層上的凸起，然后進行接觸孔蝕刻。

熱處理使部分金屬蒸發(fā)，形成連接存儲單元的線路：

各工序通過自動傳輸帶相連，在制造過程中晶圓一邊移動一邊接受各工序的加工：

制造完成的晶圓經(jīng)過各種檢測之后進入封裝工序，晶圓在這里首先被切割成芯片：

此時的芯片還缺少外部引腳，需要將它封裝到基板上。在機械手的工作下芯片被精準(zhǔn)的固定在基板的指定位置：

再通過引線鍵合技術(shù)使芯片與基板相連。引線鍵合是封裝中的主要互聯(lián)技術(shù)之一，像高科技縫紉機一樣利用極細的線將芯片縫到基板之上。在大容量的閃存顆粒當(dāng)中，東芝還會使用更高端的TSV硅通孔技術(shù)完成多層芯片的高級封裝。

接著用樹脂封裝位于基板上的芯片：我們平時看到的閃存顆粒黑色外觀就源自封裝所用的樹脂材料。

在通過了極端溫度、極端電壓等重重檢測之后，性能與質(zhì)量達到要求的產(chǎn)品才會被打上東芝存儲器的商標(biāo)并出貨，即東芝原廠閃存。

1987年，東芝發(fā)明NAND閃存，從而開啟了一個全新的時代，幾乎每一臺智能數(shù)碼產(chǎn)品都包含有記憶信息的閃存元件。東芝于1991年量產(chǎn)閃存，2007年宣布世界上首個3D閃存技術(shù)，始終推動信息化社會迭代，影響了全球每一個人的生活。今年東芝宣布搭載QLC技術(shù)的BiCS4(96層堆疊)閃存，單顆就能實現(xiàn)1.33TB的存儲容量，使得每個消費者都有機會用上容量更大、價格更便宜的固態(tài)硬盤。

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