存储系统技术方案

本发明专利技术的实施方式提供一种在极低温下能够稳定且低成本地进行动作的存储系统。实施方式的存储系统具备：存储器；第1衬底，供安装所述存储器，且设定为

【技术实现步骤摘要】
存储系统
[0001][相关申请的交叉参考][0002]本申请享有以日本专利申请2020
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117214号(申请日：2020年7月7日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的所有内容。


[0003]本专利技术的一实施方式涉及一种存储系统。

技术介绍

[0004]对于在较大温度变动环境下、且极低温环境下所使用的电子设备中所用到的存储器(memory)或储存器(storage)，要求其稳定地进行动作。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的问题在于提供一种在极低温下能够稳定且低成本地进行动作的存储系统。
[0006]实施方式提供一种存储系统，该存储系统具备：存储器；第1衬底，供安装所述存储器，且设定为
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40℃以下；控制器，对所述存储器进行控制；及第2衬底，供安装所述控制器，设定为
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40℃以上的温度，且经由信号传输线缆与所述第1衬底进行信号收发。
附图说明
[0007]图1是表示一实施方式的存储系统1的概略构成的图。
[0008]图2是表示第1变化例的存储系统1的概略构成的图。
[0009]图3是表示第2变化例的存储系统1的概略构成的图。
[0010]图4是表示第3变化例的存储系统1的概略构成的图。
[0011]图5A是表示温度检测器12的第1例的图。
[0012]图5B是表示温度检测器12的第2例的图。
[0013]图6是表示NAND闪存100的构成的框图。
[0014]图7是表示三维结构的NAND闪存单元阵列的一例的电路图。
[0015]图8是三维结构的NAND闪存的NAND闪存单元阵列的部分区域的剖视图。
[0016]图9是表示本实施方式的SSD中的存储单元晶体管的阈值分布的一例的图。
[0017]图10是表示当利用键合线连接存储器芯片的垫与封装体的引脚时进行中空键合的示例的剖视图。
[0018]图11A是表示积层有多个存储器芯片的状态的立体图。
[0019]图11B是从芯片面的法线方向观察图11A的积层芯片的俯视图。
[0020]图11C是从图11B的箭头方向观察到的侧视图。
[0021]图12是示意性地表示制造图1所示的存储系统的步骤的步序图。
[0022]图13是表示本实施方式的存储系统中所使用的NAND闪存的IV特性的图。
[0023]图14是表示针对阈值电压分布重叠这一故障实施的对策的步骤的图。
[0024]图15是表示具有与多个温度条件对应的多个存储区域的存储单元阵列的内部构成的一例的图。
[0025]图16是表示在250℃下进行2小时热处理前后NAND闪存的阈值电压的变动特性的图。
具体实施方式
[0026]以下，参照附图，对存储系统的实施方式进行说明。以下，以存储系统的主要构成部分为中心进行说明，但存储系统中可能存在未进行图示或说明的构成部分或功能。以下的说明并未排除未进行图示或说明的构成部分或功能。
[0027]一般来说，已知物质的温度越低，则导电率越高。尤其是当达到液态氮的沸点温度即77K(开氏度)以下的极低温时，导电体的导电率急剧增高，可在无损失或无噪音的情况下传输电子状态(根据电信号所产生的信息)。在这样的背景下，例如关于量子计算机，研究使运算处理电路在极低温下进行动作，且运算处理电路所接入的存储器或储存器也同样需要在极低温下进行动作，以防止向运算处理电路传递热。
[0028]另外，随着宇宙不断被开发，宇宙空间中太阳光照射到的地方与未照射到的地方的温度存在显著差异，对于在宇宙空间中使用的电子设备中所用到的存储器或储存器，要求能够耐受大的温度变动，且即便在极低温下仍稳定地进行动作。
[0029]储存器的比特单价逐年下降，现如今，内置有NAND型闪存的SSD(Solid State Drive，固态驱动器)的比特单价越来越便宜。因此，对于在极低温下使用的储存器而言，理想的是能够使用SSD。
[0030]关于这样的状况，例如关于SSD等储存器，期待构建一种使储存器在极低温下稳定且低成本地进行动作的技术。
[0031]以下所要说明的一实施方式的存储系统，1)可用作针对量子计算的储存器；2)可使用最小比特单价的储存器；及3)也能用作针对宇宙产业的储存器。在对本实施方式的存储系统的构成及动作进行说明之前，对所述1)～3)的储存器进行概略说明。
[0032]1)针对量子计算的储存器
[0033]量子计算机具有远高于现有计算机的运算处理能力，但量子计算机的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)是以在小于1K的mK的极低温下进行动作为前提。然而，现实来看，在mK的极低温下难以使以往的CPU进行动作。作为其替代品，正在开发一种在4K左右的温度下进行动作的约瑟夫森接合型元件等运算处理电路。如果向在极低温下进行动作的运算处理电路连接配线，就会发生导热使得运算处理电路的周边温度上升，但如果是4K左右，那么预计能够抑制导热，维持极低温。
[0034]CPU等运算处理电路上需要连接存储器或储存器。就抑制信号传输损失与导热的观点来看，理想的是将存储器或储存器设定为与CPU相同的温度(例如4K)。但是，难以使存储器或储存器在4K的温度下进行动作。由于存储器或储存器中所使用的CMOS(Complementary Metal
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Oxide
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Semiconductor，互补金属氧化物半导体)电路或存储器元件在4K的温度下不进行动作，或特性产生较大差异，因此无法使存储器或储存器进行与以往相同的动作。然而，如下所述那样，存储器或储存器能够在77K的温度下进行动作。当使量
子计算机的CPU在例如4K的温度下进行动作时，如果在与CPU不同的衬底上安装存储器并设定为例如77K的温度，那么能够将CPU与存储器配置为不会使来自存储器的热传递到CPU。因此，本实施方式的存储系统的特征之一在于：使存储器即便在77K左右的极低温下仍能够正常且稳定地进行动作。
[0035]2)最小比特单价的储存器
[0036]量子计算机为了实用化正在进行各种技术开发，且预计对在极低温下能够稳定地进行读写的存储器的需求将会逐步提升。存储器或储存器存在动作原理不同的各种类型，由于要处理的数据量逐年持续增加，所以要求使比特单价最小的存储器在极低温下稳定地进行动作。现如今，认为SSD中所使用的NAND闪存相比其它存储器或各种记录装置而言，比特单价更加便宜。因此，本实施方式的存储系统的特征之一在于：使NAND闪存在极低温(例如77K)下稳定地进行动作。此外，如下所述，本实施方式的存储系统中所使用的存储器并非一定限定于NAND闪存，但在使用NAND闪存的情况下，可在极低温下稳定地使用。
[0037]3)针对宇宙产业的储存器
[0038]宇宙空间中，太阳光照射不到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储系统，具备：存储器；第1衬底，供安装所述存储器，且设定为
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40℃以下；控制器，对所述存储器进行控制；及第2衬底，供安装所述控制器，设定为
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40℃以上的温度，且经由信号传输线缆与所述第1衬底进行信号收发。2.根据权利要求1所述的存储系统，其具备温度控制部，所述温度控制部将安装着所述存储器的所述第1衬底控制在
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40℃以下的温度。3.根据权利要求2所述的存储系统，其中所述存储器及所述第1衬底中的至少一者具有温度检测器，所述控制器将所述温度检测器所检测出的温度发送给所述温度控制部，所述温度控制部基于所述温度检测器所检测出的温度，对所述第1衬底的温度进行控制。4.根据权利要求1所述的存储系统，其中所述存储器内置有温度检测器，所述温度检测器利用所述存储器内的导电体的电阻值来检测所述存储器的温度。5.根据权利要求1所述的存储系统，其具有温度检测器，所述温度检测器配置在覆盖所述存储器的封装体的内部、所述封装体的表面、及所述第1衬底上的至少一个，所述温度检测器利用产生于热电偶的电压来检测温度。6.根据权利要求1所述的存储系统，其中所述存储器是在浮动栅极或电荷俘获膜中保存电荷的非易失性存储器。7.根据权利要求6所述的存储系统，其中所述非易失性存储器具有NAND型闪存及NOR型闪存中的至少一者。8.根据权利要求7所述的存储系统，其中所述非易失性存储器是内置NAND型闪存及NOR型闪存中的至少一者的SSD(Solid State Drive)。9.根据权利要求1所述的存储系统，其中安装着所述存储器的所述第1衬底设定为77K以下的温度。10.根据权利要求9所述的存储系统，其中所述存储器内置有在77K以下的温度下进行动作的存储器控制器。11.根据权利要求9所述的存储系统，其中所述第1衬底配置在液态氮中。12.根据权利要求1所述的存储系统，其具备：封装体，具有多个用于外部连接的引脚，并且覆盖所述存储器；及多条中空键合线，连接所述存储器所具有的多个垫与所述多个引脚。13.根据权利要求12所述的存储系统，其中所述存储器是积层多个矩形芯片而成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐贯朋也，飨场悠太，田中瞳，三浦正幸，松尾美惠，藤泽俊雄，前田高志，
申请(专利权)人：铠侠股份有限公司，
类型：发明
国别省市：