KIOXIA Europe GmbH tillkännagav utvecklingen av världens första split-gate 3D halvcirkelformade flashcellsteknik baserad på en specialcellstruktur med flytande gate FG , Twin BiCS Flash. Den nya strukturen ger förbättrad skrivprestanda och ett bredare skriv-/raderingsfönster i en mycket mindre storlek än konventionella runda laddningsfällor CT-celler .
Rhys. 1. Formade FG halvcirkelformade celler: a – tvärsnitt; b – översikt
Med dessa egenskaper ses den nya celldesignen som en framtidssäker lösning som överträffar lagringstekniken QLC fyra bitar per cell och möjliggör betydligt högre lagringstäthet och lägre antal lager. Den nya tekniken presenterades vid IEEE International Electron Devices Meeting IEDM i San Francisco, Kalifornien, USA, den 11 december.
3D-flashminnesteknik har möjliggjort hög skrivtäthet till låg kostnad per databit genom att öka antalet cellskikt och genomföra flerskikts- och långtidsätning. Med mer än hundra lager av celler under de senaste åren har det blivit allt svårare att hitta en kompromiss mellan hantering av etsningsprofilen, enhetlig storlek och produktionseffektivitet. För att lösa detta problem har KIOXIA utvecklat en ny halvcirkelformad cellkonstruktion genom att dela upp grindutgången i en traditionell cirkulär cell för att minska storleken och skapa minnen med högre densitet med färre lager. Cirkulär kontrollgate med krökningseffekt som förbättrar mediainjektionen genom tunneldielektricitet och minskar elektronläckage till blockerande dielektricitet BLK ger ett bredare inspelningsfönster och minskar mättnadseffekten jämfört med en platt gate.
Fig. 2. Experimentell prestanda för skrivning/radering av halvcirkelformade FG-celler jämfört med cirkulära CT-celler
I den här konstruktionen är den cirkulära kontrollporten symmetriskt uppdelad i två halvcirkelformade kontrollportar, vilket avsevärt förbättrar dynamiken för skrivning/radering. Som framgår av fig. 1, ett ledande lagringsskikt används tillsammans med ett dielektrikum med hög permeabilitet för att förbättra effektiviteten för laddningsfångst. Resultatet är en hög kopplingsfaktor för att öka inspelningsfönstret och minska elektronläckaget från den flytande slutaren, vilket eliminerar problem orsakade av mättnad. Den experimentella prestanda för skrivning och radering i fig. 2 visar att halvcirkelformade celler med flytande grind FG och dielektricum med hög permeabilitet ger betydligt bättre inspelningsprestanda och ett bredare skriv-/raderingsfönster jämfört med större runda laddningsfällaceller CT .
Ris. 3. Simulerade Vt-fördelningar efter inspelning med kalibrerade parametrar
FG halvcirkelformade celler med bättre prestanda för skrivning och radering förväntas ha en relativt tät QLC Vt-fördelning vid små cellstorlekar. Dessutom gör användningen av en kiselkanal med en låg koncentration av fällor det möjligt att lagra mer än fyra bitar data i en enda cell och att genomföra till exempel femnivåceller PLC , vilket visas i fig. 3. Dessa resultat bekräftar att halvcirkelformade FG-celler kan vara en praktisk lösning för att öka lagertätheten.
Från och med nu kommer KIOXIA:s forskning och utveckling av innovativa flashminnen att omfatta vidareutveckling av Twin BiCS Flash-tekniken och praktiska tillämpningar. På IEDM 2023 presenterade KIOXIA också sex andra publikationer som visar företagets starka forsknings- och utvecklingsverksamhet inom flashminnet.
KIOXIA verkar vara på väg att utveckla en spännande ny Twin BiCS Flash-cellstruktur. Kan du berätta mer om hur denna struktur fungerar och vilka fördelar den kan ha för minneslagringsteknologin? Tack på förhand!