Společnost KIOXIA Europe GmbH oznámila vývoj první 3D půlkruhové flash buňky s dělenými hradly na světě založené na poli s plovoucími hradly FG – Twin BiCS Flash. Nová struktura nabízí lepší výkon zápisu a širší okno pro zápis/vymazání při výrazně menších rozměrech než tradiční kruhové buňky s nábojovou pastí CT .
Obr. 1. Vytvořené půlkruhové FG buňky: a – pohled v příčném řezu; b – pohled shora
Díky těmto vlastnostem je nová konstrukce buněk považována za řešení, které je odolné vůči budoucnosti, překonává technologii ukládání dat s kapacitou čtyř bitů na buňku QLC a umožňuje výrazně vyšší hustotu ukládání dat a menší počet vrstev. Nová technologie představená na mezinárodním setkání IEEE International Electron Devices Meeting IEDM 11. prosince v San Franciscu, Kalifornie.
Technologie 3D flash pamětí dosáhla vysoké hustoty zápisu při nízkých nákladech na jeden bit dat díky zvýšení počtu vrstev buněk a implementaci vícevrstvé struktury a leptání s vysokým prodloužením. V posledních letech, kdy počet vrstev buněk přesahuje stovku, je stále obtížnější najít kompromis mezi řízením leptacího profilu, jednotností velikosti a efektivitou výroby. K překonání tohoto problému vyvinula společnost KIOXIA novou konstrukci půlkruhové buňky oddělením výstupu hradla konvenční kruhové buňky, aby zmenšila velikost a vytvořila paměť s vyšší hustotou a menším počtem vrstev. Kruhové řídicí hradlo s efektem zakřivení, které zlepšuje vstřikování nosičů přes tunelové dielektrikum a snižuje únik elektronů do blokujícího dielektrika BLK , poskytuje širší záznamové okno a snižuje efekt nasycení ve srovnání s plochým hradlem.
Obrázek. 2. Experimentální charakteristiky zápisu/mazání půlkruhových buněk FG ve srovnání s kruhovými buňkami CT
V tomto provedení je kruhové řídicí hradlo symetricky rozděleno na dvě půlkruhová řídicí hradla, což výrazně zlepšuje dynamiku zápisu/vymazání. Jak je znázorněno na obr. 1 se ke zvýšení účinnosti zachycení náboje používá vodivá akumulační vrstva v kombinaci s vysoce propustným blokovacím dielektrikem. Výsledkem je vysoký vazební faktor, který zvyšuje záznamové okno a snižuje únik elektronů z plovoucího hradla, čímž eliminuje problémy způsobené saturací. Experimentální charakteristiky zápisu/mazání na obr. 2 ukazuje, že půlkruhové buňky s plovoucími hradly FG s vysoce propustným blokujícím dielektrikem poskytují výrazné zlepšení výkonu zápisu a širší okno zápisu/vymazání ve srovnání s většími kruhovými buňkami s nábojovou pastí CT .
Obr. 3. Modelované rozdělení Vt po záznamu s kalibrovanými parametry
U půlkruhových buněk FG s lepším výkonem zápisu/mazání se očekává poměrně husté rozložení QLC Vt při malých velikostech buněk. Použití křemíkového kanálu s nízkou koncentrací pastí navíc umožňuje uložit více než čtyři bity dat v jedné buňce a realizovat například pětiúrovňové buňky PLC , jak je znázorněno na obr. 1. 3. Tyto výsledky potvrzují, že půlkruhové buňky FG mohou být praktickým řešením pro zvýšení hustoty skladování.
Od nynějška bude výzkum a vývoj inovativních flash pamětí společnosti KIOXIA zahrnovat další vývoj technologie Twin BiCS Flash a hledání praktických aplikací. Společnost KIOXIA na veletrhu IEDM 2023 představila také šest dalších publikací, které dokládají vysokou úroveň výzkumných a vývojových aktivit společnosti v oblasti flash pamětí.
Co jsou za vlastnosti a výhody této nové struktury Twin BiCS bleskových článků od společnosti KIOXIA?
Můžete prosím sdělit více informací o této nové struktuře bleskových článků Twin BiCS od společnosti KIOXIA? Jaké jsou hlavní výhody této novinky ve srovnání s předchozími technologiemi? A jak se tato novinka předpokládá, že bude fungovat v praxi? Děkuji za odpověď.