El desafío de los 1.000 pisos de memoria: ¿hasta dónde puede llegar el apilamiento en 3-D NAND?

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⚠️ El desafío de los 1.000 pisos de memoria: ¿hasta dónde puede llegar el apilamiento en 3-D NAND?

🎯 La industria empuja con fuerza hacia memorias 3-D NAND con más de 800 capas, buscando llegar a nada menos que 1.000 capas, para satisfacer la insaciable demanda de capacidad. Pero esta escalada vertical no solo aumenta el espacio, también multiplica los retos técnicos.

🎯 Uniformidad y planaridad al límite: cada capa extra añade errores de planitud que se acumulan y se vuelven críticos en pilas más altas. Empresas como ACM Research están implementando técnicas como rotar la oblea 180° durante la deposición, alcanzando una uniformidad de apenas el 1 % de variación.

🎯 Dificultades en el grabado (etching): perforar columnas verticales con proporciones de altura-ancho cercanas a 100:1 agrava problemas como grabados desalineados, variaciones en dimensiones críticas y deformaciones laterales. Se requieren hard masks más robustos, y se están explorando materiales alternativos como recubrimientos “spin-on” para mejorar rendimiento y productividad.

🎯 Limpieza y secado extremos: una vez grabadas las columnas profundas, eliminarlas es complejo. Se usan agitación ultrasónica para introducir fluidos limpiadores y CO₂ supercrítico para secar sin dañar estructuras críticas.

🚀 Reto del canal «Macaroni»: la estructura concéntrica del canal, con silicio policristalino, empieza a limitar la corriente de lectura conforme aumenta la altura del stack. Una solución explorada es el canal de monocristal mediante crecimiento epitaxial o cristalización asistida por silicio metálico, aunque ambas opciones implican costos y complejidad técnica: desde procesamiento a alta temperatura hasta el uso de dos obleas y unión híbrida, ganando rendimiento pero duplicando costos y residuos.

⚠️ Esto es una llamada de atención sobre cómo la innovación tecnológica se encuentra cara a cara con los límites físicos. Es un recordatorio de que escalar en 3-D no es solo apilar, es dominar materiales, procesos y arquitectura.

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Publicado por Ignacio Mártil de la Plaza

Soy Doctor en Física (1982) y Catedrático de Universidad (2007) en el área de Electrónica. Realizo mi actividad docente e investigadora en la Universidad Complutense de Madrid, de carácter marcadamente experimental, en el campo de la física de los semiconductores. Soy especialista en propiedades eléctricas y ópticas de estos materiales, así como en dispositivos electrónicos y opto-electrónicos basados en ellos, siendo mi principal objetivo en la actualidad el estudio de conceptos avanzados en células solares. Mi trabajo científico se concreta en los siguientes indicadores principales: soy co-autor de más de 160 artículos científicos publicados en revistas de alto impacto de ámbito internacional; he presentado más de 100 Ponencias en congresos internacionales; he participado y participo, como Investigador Principal o como miembro del equipo investigador, en 25 proyectos de investigación financiados con fondos públicos en concurrencia competitiva; he dirigido 7 Tesis Doctorales; finalmente, soy evaluador de publicaciones (“referee”) de 15 revistas científicas internacionales. Fuera del ámbito académico, tengo un blog personal de divulgación científica en el diario Público, (“Un poco de ciencia, por favor”); soy colaborador de El País, OpenMind, El Confidencial, El Periódico de la Energía, etc. En las Redes Sociales, tengo perfiles en Instagram, Twitter, YouTube y Facebook, en este último caso, con más de 775.000 seguidores.

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