Kioxia udvikler ny 3D-halvcirkelformet flashhukommelsescellestruktur 'Twin BiCS FLASH'
Kioxia Corporation today announced the development of the world's first three-dimensional (3D) semicircular split-gate flash memory cell structure 'Twin BiCS FLASH' using specially designed semicircular Floating Gate (FG) cells. Twin BiCS FLASH achieves superior program slope and a larger program/erase window at a much smaller cell size compared to conventional circular Charge Trap (CT) cells. These attributes make this new cell design a promising candidate to surpass four bits per cell (QLC) for significantly higher memory density and fewer stacking layers. This technology was announced at the IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) held in San Francisco, CA on December 11th.
3D-flashhukommelsesteknologi har opnået høj bitdensitet med lave omkostninger pr. Bit ved at øge antallet af cellestablede lag såvel som ved at implementere flerlags stackaflejring og etsning med højt aspektforhold. I løbet af de senere år, da antallet af cellelag overstiger 100, bliver styring af kompromiserne blandt ætsningsprofilkontrol, størrelse ensartethed og produktivitet stadig mere udfordrende. For at overvinde dette problem udviklede Kioxia en ny halvcirkelformet celleudformning ved at opdele gateelektroden i den konventionelle cirkulære celle for at reducere cellestørrelse sammenlignet med den konventionelle cirkulære celle, hvilket muliggør hukommelse med højere densitet ved et lavere antal cellelag.
Den cirkulære styreport giver et større programvindue med afslappede mætningsproblemer sammenlignet med en plan port på grund af krumningseffekten, hvor bærerindsprøjtning gennem tunnelens dielektrikum forbedres, mens elektronlækage til blok (BLK) dielektrikum sænkes. I dette split-gate-celle-design er den cirkulære kontrolport symmetrisk opdelt i to halvcirkelformede porte for at drage fordel af den stærke forbedring af programmet / slette dynamikken. Som vist i fig. 1 anvendes det ledende lagringslag til høj ladningsfangsteffektivitet sammen med høj-k BLK dielektrik, hvilket opnår et højt koblingsforhold for at få programvindue såvel som reduceret elektronlækage fra FG og således lette mætning problem. Det eksperimentelle program / sletegenskaber i fig. 2 afslører, at de halvcirkelformede FG-celler med den høj-k-baserede BLK udviser signifikante gevinster i programhældningen og program / sletningsvinduet over de større størrelse cirkulære CT-celler. De halvcirkelformede FG-celler, der har overlegne program / sletegenskaber, forventes at opnå sammenlignelige stramme QLC Vt-fordelinger ved lille cellestørrelse. Yderligere muliggør integration af Si-kanal med lav fælde mere end fire bit / celle, f.eks. Penta-niveau-celle (PLC) som vist i fig. 3. Disse resultater bekræfter, at halvcirkelformede FG-celler er en levedygtig mulighed for at forfølge højere bitdensitet .
Going forward, Kioxia's research and development efforts aimed at innovation in flash memory will include continuing Twin BiCS FLASH development and seeking its practical applications. At IEDM 2019, Kioxia also announced six other papers highlighting the company's intensive R&D activities in the area of flash memory.
3D-flashhukommelsesteknologi har opnået høj bitdensitet med lave omkostninger pr. Bit ved at øge antallet af cellestablede lag såvel som ved at implementere flerlags stackaflejring og etsning med højt aspektforhold. I løbet af de senere år, da antallet af cellelag overstiger 100, bliver styring af kompromiserne blandt ætsningsprofilkontrol, størrelse ensartethed og produktivitet stadig mere udfordrende. For at overvinde dette problem udviklede Kioxia en ny halvcirkelformet celleudformning ved at opdele gateelektroden i den konventionelle cirkulære celle for at reducere cellestørrelse sammenlignet med den konventionelle cirkulære celle, hvilket muliggør hukommelse med højere densitet ved et lavere antal cellelag.
Den cirkulære styreport giver et større programvindue med afslappede mætningsproblemer sammenlignet med en plan port på grund af krumningseffekten, hvor bærerindsprøjtning gennem tunnelens dielektrikum forbedres, mens elektronlækage til blok (BLK) dielektrikum sænkes. I dette split-gate-celle-design er den cirkulære kontrolport symmetrisk opdelt i to halvcirkelformede porte for at drage fordel af den stærke forbedring af programmet / slette dynamikken. Som vist i fig. 1 anvendes det ledende lagringslag til høj ladningsfangsteffektivitet sammen med høj-k BLK dielektrik, hvilket opnår et højt koblingsforhold for at få programvindue såvel som reduceret elektronlækage fra FG og således lette mætning problem. Det eksperimentelle program / sletegenskaber i fig. 2 afslører, at de halvcirkelformede FG-celler med den høj-k-baserede BLK udviser signifikante gevinster i programhældningen og program / sletningsvinduet over de større størrelse cirkulære CT-celler. De halvcirkelformede FG-celler, der har overlegne program / sletegenskaber, forventes at opnå sammenlignelige stramme QLC Vt-fordelinger ved lille cellestørrelse. Yderligere muliggør integration af Si-kanal med lav fælde mere end fire bit / celle, f.eks. Penta-niveau-celle (PLC) som vist i fig. 3. Disse resultater bekræfter, at halvcirkelformede FG-celler er en levedygtig mulighed for at forfølge højere bitdensitet .Going forward, Kioxia's research and development efforts aimed at innovation in flash memory will include continuing Twin BiCS FLASH development and seeking its practical applications. At IEDM 2019, Kioxia also announced six other papers highlighting the company's intensive R&D activities in the area of flash memory.