KIOXIA Europe GmbH heeft de ontwikkeling aangekondigd van ās werelds eerste split-gate 3D halfronde flashceltechnologie op basis van een floating gate FG halfronde celstructuur ā Twin BiCS Flash. Nieuwe structuur biedt betere schrijfprestaties en een breder schrijf-/verwijdervenster bij een veel kleinere omvang dan traditionele cirkelvormige charge trap CT -cellen.
Fig. 1. Gevormde halfronde FG-cellen: a ā dwarsdoorsnede; b ā bovenaanzicht
Met deze kenmerken wordt het nieuwe celontwerp gezien als een toekomstbestendige oplossing die beter presteert dan de opslagtechnologie met vier bits per cel QLC , wat leidt tot aanzienlijk hogere opslagdichtheden en een lager aantal lagen. De nieuwe technologie werd op 11 december gepresenteerd op de IEEE International Electron Devices Meeting IEDM conferentie in San Francisco, Californiƫ, VS.
3D-flashgeheugentechnologie maakt hoge schrijfdichtheden mogelijk tegen lage kosten per bit, dankzij een groter aantal cellagen en de toepassing van een meerlagige structuur en etsen met lange rek. Met meer dan honderd cellagen in de afgelopen jaren is het steeds moeilijker geworden een compromis te vinden tussen het beheer van het ets-profiel, de uniformiteit van de afmetingen en de productie-efficiƫntie. Om dit probleem op te lossen, ontwikkelde KIOXIA een nieuw halfrond celontwerp door de gate-uitgang van een conventionele ronde cel te scheiden om de grootte te verkleinen en een geheugen met een hogere dichtheid en minder lagen te creƫren. Cirkelvormige controlepoort met een krommingseffect om de carrierinjectie door het tunneldielectricum te verbeteren en lekkage in het blocking dielectricum BLK te verminderen, wat een breder schrijfvenster biedt en het verzadigingseffect vermindert in vergelijking met een vlakke poort.
afbeelding. 2. Experimentele schrijf-/uitwisprestaties van halfronde FG-cellen in vergelijking met ronde CT-cellen
In dit ontwerp is de cirkelvormige controlepoort symmetrisch verdeeld in twee halfronde poorten, wat de schrijf-/uitwisdynamiek aanzienlijk verbetert. Zoals getoond in Fig. 1, gebruikt een geleidende opslaglaag in combinatie met een blokkerend diƫlektricum met hoge doorlaatbaarheid om de efficiƫntie van de ladingstrapping te verbeteren. Het resultaat is een hoge koppelingsfactor om het opnamevenster te vergroten en elektronenlekkage van de zwevende poort te verminderen, waardoor problemen veroorzaakt door verzadiging worden geƫlimineerd. De experimentele schrijf-/uitwiskenmerken in Fig. 2 tonen aan dat halfronde cellen met een floating gate FG en een blokkerend diƫlektricum met hoge permeabiliteit zorgen voor een aanzienlijke verbetering van de schrijfprestaties en een breder schrijf-/uitwisvenster in vergelijking met grotere ronde charge trap CT -cellen.
Rijst. 3. Gesimuleerde Vt-verdelingen na opname met gekalibreerde parameters
FG halfronde cellen met betere schrijf-/uitwisprestaties hebben naar verwachting een relatief dichte QLC Vt-verdeling bij kleine celgroottes. Bovendien maakt het gebruik van een siliciumkanaal met een lage valconcentratie het mogelijk meer dan vier bits gegevens in Ć©Ć©n cel op te slaan en bijvoorbeeld cellen met vijf niveaus PLCās te implementeren, zoals getoond in Fig. 3. Deze resultaten bevestigen dat halfronde FG-cellen een praktische oplossing kunnen bieden voor het verhogen van de opslagdichtheid.
Vanaf nu omvat KIOXIAās onderzoek en ontwikkeling van innovatieve flashgeheugens de verdere ontwikkeling van de Twin BiCS Flash-technologie en het vinden van praktische toepassingen. Op IEDM 2023 presenteerde KIOXIA ook zes andere publicaties die de sterke onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteit van het bedrijf op het gebied van flashgeheugen aantonen.
Wat zijn de voordelen van de nieuwe Twin BiCS Flash celstructuur van KIOXIA ten opzichte van de bestaande celstructuren?
De nieuwe Twin BiCS Flash celstructuur van KIOXIA heeft verschillende voordelen ten opzichte van de bestaande celstructuren. Ten eerste biedt het een hogere dichtheid, wat betekent dat er meer gegevens in dezelfde ruimte kunnen worden opgeslagen. Dit leidt tot grotere opslagcapaciteiten en meer efficiĆ«ntie. Daarnaast zorgt de Twin BiCS Flash celstructuur voor een hogere snelheid en betere prestaties, waardoor gegevensoverdracht sneller kan plaatsvinden. Ook heeft deze nieuwe celstructuur een betere betrouwbaarheid en duurzaamheid, waardoor de levensduur van de opslagmedia wordt verlengd. Tot slot, is de Twin BiCS Flash celstructuur energiezuiniger, waardoor het energieverbruik wordt verminderd. Kortom, KIOXIAās nieuwe Twin BiCS Flash celstructuur biedt voordelen zoals hogere dichtheid, betere prestaties, betrouwbaarheid, duurzaamheid en energiezuinigheid.
De nieuwe Twin BiCS Flash celstructuur van KIOXIA biedt verschillende voordelen ten opzichte van bestaande celstructuren. Allereerst zorgt deze structuur voor een hogere dichtheid van gegevensopslag, waardoor meer data op kleinere chips kan worden opgeslagen. Daarnaast zorgt het voor een hogere betrouwbaarheid en duurzaamheid van de gegevensopslag, wat resulteert in een langere levensduur van de flashgeheugenchips. Ook biedt de nieuwe celstructuur een hogere lees- en schrijfsnelheid, waardoor gegevens sneller kunnen worden verwerkt en overgedragen. Kortom, de Twin BiCS Flash celstructuur van KIOXIA brengt verschillende voordelen met zich mee die zorgen voor een betere prestatie en efficiƫntie van de gegevensopslag.