霍宗亮,中国科学院微电子研究所研究员，博士生导师，中国科学院人才引进计划学者，中国科学院微电子研究所存储器中心主任，中国科学院大学微电子学院存储器教研室主任。于2016-2017学年开设“存储器工艺与器件”课程，承担或参与了包括02重大专项、重点研发、自然科学基金、中科院STS等多个国家级和院级科研项目，在长期的闪存技术研究工作中，在闪存器件存储材料筛选和工艺、器件结构优化设计、存储机理、器件可靠性、集成工艺技术和芯片设计技术等方面形成了特色。近五年发表了50余篇高质量论文，申请了70于项专利，科研成果受到了学术界和业界的关注和肯定，部分成果已经应用于存储产品当中。同时获得了中国科学院微电子研究所科研成果一等奖、集成电路产业技术创新战略联盟技术创新奖等诸多奖项。完成了多项三维存储器前沿探索和工程研发任务，与长江存储公司深度合作，在成功研发出我国第一代32层3D NAND存储芯片的基础上，连续突破并掌握第二代64层、第三代128层3D NAND存储器的核心技术，已成功实现产品量产，达到世界前沿技术水平。

第1章半导体存储器概述

1.1半导体存储器的市场状况

1.1.1市场需求

1.1.2全球存储芯片供给情况

1.1.3中国存储器市场情况

1.2半导体存储器器件简介

1.2.1半导体存储器分类

1.2.2存储器的存储单元

1.2.3NAND Flash产品简介

本章小结

习题

参考文献

第2章Flash存储器技术简介

2.1Flash的历史

2.22D NAND Flash技术发展

2.2.12D NAND Flash架构及操作

2.2.22D NAND Flash技术发展及尺寸缩小

2.2.32D NAND Flash面临的技术挑战

2.33D NAND Flash技术发展

2.3.13D NAND Flash的技术优势及器件原理

2.3.23D NAND CTF的结构发展

2.3.33D浮栅型NAND Flash的结构发展

2.4NAND Flash未来发展趋势

2.4.13D NAND Flash未来发展方向

2.4.2非冯·诺依曼架构简介

2.5NOR Flash技术

2.5.1NOR Flash基本操作 

2.5.2NOR Flash存储阵列结构 

本章小结

习题

参考文献

第3章3D NAND Flash存储器工艺集成技术

3.1半导体基本单步工艺

3.1.1光刻工艺

3.1.2刻蚀工艺 

3.1.3外延生长工艺

3.1.4离子注入/快速热处理

3.1.5炉管工艺

3.1.6其他薄膜工艺 

3.1.7湿法工艺

3.1.8化学机械平坦化

3.23D存储器工艺集成

3.2.1外围电路模块

3.2.2NO叠层模块

3.2.3台阶模块

3.2.4沟道孔模块

3.2.5栅隔离槽模块

3.2.6接触孔模块

3.2.7后段模块

本章小结

习题

参考文献

第4章3D NAND Flash存储器器件单元特性

4.1NAND Flash操作物理机制

4.1.1NAND Flash存储单元基本结构

4.1.2NAND Flash存储单元操作机制

4.1.3NAND Flash存储单元读取操作

4.1.4NAND Flash存储单元编程操作

4.1.5NAND Flash存储单元擦除操作

4.23D NAND多晶硅沟道技术

4.2.1多晶硅沟道模型与晶界陷阱

4.2.2多晶硅沟道漏电控制

4.3温度对3D NAND Flash单元器件特性的影响 

4.3.13D NAND Flash单元器件阈值电压温度特性分析

4.3.23D NAND Flash单元器件阈值电压温度特性优化

4.43D NAND Flash器件挑战与发展

本章小结

习题

参考文献

第5章3D NAND Flash存储器模型模拟技术

5.1仿真工具简介

5.1.1Sentaurus TCAD

5.1.2Sentaurus WorkBench

5.1.3Sentaurus Process

5.1.4Sentaurus Structure Editor

5.1.5Sentaurus Device

5.2纳米尺度器件模拟

5.2.1纳米尺度MOS器件输运特性简介

5.2.2半导体仿真模拟概述

5.2.3半导体器件模型介绍

5.32D NAND Flash器件模拟

5.3.12D NAND Flash器件模型

5.3.22D NAND Flash器件操作及可靠性模拟

5.43D NAND Flash器件模拟

5.4.13D NAND Flash器件模拟介绍

5.4.23D NAND Flash器件沟道模拟

5.4.33D NAND Flash器件操作及可靠性模拟

本章小结

习题

参考文献

第6章3D NAND Flash存储器阵列操作技术

6.1NAND Flash阵列简介

6.1.1NAND Flash阵列结构

6.1.2NAND Flash阵列操作 

6.2多值存储的NAND Flash新型阵列技术

6.2.1ISPP编程技术

6.2.2编程自抑制技术

6.2.3双堆栈编程技术

6.2.4读取窗口裕度

6.2.5两步验证技术

6.2.6多值存储编程技术

6.2.7新型擦除技术

本章小结

习题

参考文献

第7章3D NAND Flash存储器可靠性技术

7.1CMOS 器件可靠性简介

7.1.1热载流子注入效应

7.1.2负偏压温度不稳定性

7.1.3栅氧化层击穿模型

7.2NAND Flash存储单元可靠性

7.2.1存储单元耐久特性

7.2.2存储单元保持特性

7.2.3NAND Flash可靠性解决方案

7.2.4NAND Flash可靠性物理机制

7.2.5存储单元及阵列读取干扰

7.2.6阵列编程干扰

7.2.7存储单元编程噪声

7.2.8阵列瞬态读取错误

7.3NAND Flash阵列非理想效应

7.3.1栅致漏端漏电效应

7.3.2随机电报噪声

7.3.3背景模式干扰

7.3.4源端噪声

7.3.5单元间电容耦合

7.3.6字线耦合噪声

本章小结

习题

参考文献

第8章3D NAND Flash存储器测试表征技术

8.1器件电学表征测试方法

8.1.1单元级测试方法

8.1.2阵列级测试方法

8.2NAND Flash器件电学表征基本参数

8.2.1单元阈值电压

8.2.2单元编程/擦除速度

8.2.3阵列干扰特性

8.2.4存储单元耐久特性

8.2.5存储单元保持特性

8.2.6初始阈值电压漂移

8.2.7随机电报噪声

8.2.8电荷泵技术

8.3结构及物理表征简介

8.3.1扫描电子显微镜

8.3.2透射电子显微镜

8.3.3电子背散射衍射

8.3.4原子力显微镜

8.3.5扫描扩散电阻显微镜

8.3.6电子束检测技术

8.3.7纳米探针技术

本章小结

习题

参考文献

第9章NAND Flash存储器芯片设计技术

9.1NAND Flash基本架构设计

9.1.1综述

9.1.2NAND Flash芯片结构

9.1.3阈值分布及多位单元

9.1.4NAND Flash基本操作

9.1.5NAND Flash基本指令集

9.2NAND Flash高性能设计

9.2.1基于性能提高的读取技术

9.2.2基于性能提高的编程技术

9.2.3高速接口技术

9.3NAND Flash高可靠性设计

9.3.1NAND Flash失效因素

9.3.2基于可靠性改善的读取技术

9.3.3基于可靠性改善的编程技术

本章小结

习题

参考文献

第10章NAND Flash存储器系统应用技术

10.1NAND Flash存储卡

10.1.1eMMC

10.1.2UFS

10.1.3eMCP/uMCP

10.2SSD存储系统

10.2.1通用SSD系统

10.2.2DRAMLess SSD系统

10.2.3Open Channel SSD 系统

10.2.4Smart SSD系统

10.3Flash控制器技术

10.3.1SSD硬件系统架构

10.3.2SSD系统前端控制器

10.3.3SSD系统后端控制器

10.4固件技术

10.4.1地址映射

10.4.2垃圾回收

10.4.3磨损均衡

10.4.4坏块管理

10.4.5掉电恢复

10.4.6FTL可靠性算法

10.5高速接口技术

10.5.1PCIe概述

10.5.2PCIe通信方式

10.5.3PCIe封装分层协议

10.5.4第六代PCIe协议

10.6纠错码技术

10.6.1ECC基本原理

10.6.2BCH纠错码

10.6.3LDPC纠错码

本章小结

习题

参考文献

第11章DRAM存储器技术

11.1DRAM基本原理

11.1.1DRAM电路工作原理

11.1.2DRAM数据读取

11.1.3DRAM的电荷共享及信号放大

11.2DRAM技术发展及趋势

11.2.1DRAM选择管发展

11.2.2DRAM电容发展

11.2.3DRAM接口技术发展

11.3DRAM器件可靠性

11.3.1可靠性及寿命定义

11.3.2DRAM可靠性问题

11.3.3DRAM失效机制

11.4DRAM工艺集成

11.4.1STI形成及注入

11.4.2选择晶体管的形成

11.4.3位线接触模块

11.4.4位线和外围晶体管的形成

11.4.5存储节点接触

11.4.6存储节点刻蚀

11.4.7后段工艺

11.5DRAM感测电路设计

11.5.1基本的感测和放大电路

11.5.2分离数据线的感测电路

11.5.3感测电流分布式阵列

11.5.4直接感测

本章小结

习题

参考文献

第12章新型存储器技术

12.1新型存储器简介

12.2新型动态存储器

12.2.1新型动态存储器简介

12.2.2新型动态存储器进展

12.2.3新型动态存储器的挑战与前景

12.3相变存储器

12.3.1相变存储器简介

12.3.2相变存储器3D技术的进展

12.3.3相变存储器的挑战和前景

12.4阻变存储器

12.4.1阻变存储器简介

12.4.2阻变存储器技术进展

12.4.3阻变存储器的挑战和前景

12.5铁电存储器

12.5.1铁电存储器简介

12.5.2铁电存储器技术进展

12.5.3铁电存储器的挑战和前景

12.6磁存储器

12.6.1磁存储器简介

12.6.2磁存储器技术进展

12.6.3磁存储器的挑战和前景

本章小结

习题

参考文献