Kioxia разработва нова 3D полукръгла структура на флаш памет '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 технологията за флаш памет постига висока плътност на битовете с ниска цена на бит чрез увеличаване на броя слоеве, подредени в клетка, както и чрез прилагане на многослойно отлагане на стекове и травиране с високо съотношение на аспектите. През последните години, тъй като броят на клетъчните слоеве надхвърля 100, управлението на компромиси между контрола на профила на офорт, еднаквостта на размера и производителността става все по-трудно. За да преодолее този проблем, Kioxia разработи нов дизайн на полукръгла клетка чрез разделяне на затворен електрод в конвенционалната кръгла клетка, за да намали размера на клетката в сравнение с конвенционалната кръгла клетка, позволявайки памет с по-голяма плътност при по-малък брой клетъчни слоеве. Циркулационната контролна порта осигурява по-голям прозорец на програмата с проблеми с отпуснатото насищане в сравнение с равнинната врата поради ефекта на кривината, при което инжекцията на носител през тунелния диелектрик се засилва, докато изтичането на електрон до блока (BLK) се намалява. В този дизайн на клетка с разделителни врати, кръговият контролен вход е симетрично разделен на две полукръгли врати, за да се възползват от силното подобрение на динамиката на програма / изтриване. Както е показано на фиг. 1, проводящият слой за съхранение се използва за висока ефективност на улавяне на заряда във връзка с високите k BLK диелектрици, постигайки високо съотношение на свързване за получаване на прозорец на програмата, както и намалено изтичане на електрон от FG, като по този начин облекчава насищането проблем. Експерименталните характеристики на програма / изтриване от Фиг. 2 показват, че полукръговите FG клетки с BLK на основата на висок k показват значителни печалби в наклона на програмата и прозореца за програмиране / изтриване върху по-големите кръгови КТ клетки. Очаква се полукръгли FG клетки, притежаващи превъзходни характеристики на програма / изтриване, да постигнат сравнително тесни QLC Vt разпределения при малък размер на клетката. Освен това, интегрирането на Si-канала с ниска капана прави възможно повече от четири бита / клетка, например клетка на Penta-Level (PLC), както е показано на фиг. 3. Тези резултати потвърждават, че полукръговите FG клетки са жизнеспособна опция за преследване на по-висока битова плътност ,

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.