KIOXIA yeni Twin BiCS Flash hücre yapısını geliştirdi

KIOXIA Europe GmbH, özel bir kayan kapılı FG yarı dairesel hücre yapısına dayanan dünyanın ilk bölünmüş kapılı 3D yarı dairesel flash bellek teknolojisini geliştirdiğini duyurdu – Twin BiCS Flash. Yeni yapı, geleneksel dairesel şarj tuzağı CT hücrelerine göre önemli ölçüde daha küçük bir boyutta gelişmiş yazma performansı ve daha geniş bir yazma/silme penceresi sunar.

İncir. 1. FG Oluşumlu Yarım Daire Hücreler: a – kesitten görünüm; b – üstten görünüm

Bu özellikleriyle yeni hücre tasarımı, hücre başına dört bit QLC depolama teknolojisinden daha iyi performans gösteren, önemli ölçüde daha yüksek depolama yoğunluklarına ve daha az katmana olanak tanıyan geleceğe dönük bir çözüm olarak görülüyor. Yeni teknoloji 11 Aralık’ta San Francisco, Kaliforniya, ABD’de IEEE Uluslararası Elektron Cihazları Toplantısı IEDM konferansında tanıtıldı.

3D flash bellek teknolojisi, artan hücre katmanı sayısı, çok katmanlı yapı ve uzun uzamalı aşındırma uygulaması sayesinde bit başına düşük maliyetle yüksek yazma yoğunlukları sağlar. Son yıllarda, yüzden fazla hücre katmanıyla, aşındırma profili yönetimi, boyut homojenliği ve üretim verimliliği arasında bir uzlaşma bulmak giderek zorlaştı. Bu sorunu çözmek için KIOXIA, boyutu küçültmek ve daha az katmanla daha yüksek yoğunluklu bellek oluşturmak için geleneksel dairesel bir hücrede kapı çıkışını bölerek yeni bir yarı dairesel hücre tasarımı geliştirdi. Tünel dielektriği üzerinden ortam enjeksiyonunu iyileştiren ve engelleme dielektriğine BLK elektron sızıntısını azaltan, daha geniş bir yazma penceresi sağlayan ve düz bir kapıya kıyasla doygunluk etkilerini azaltan eğrilik etkisine sahip dairesel kontrol kapısı.

İncir. 2. Dairesel CT hücrelerine kıyasla yarım daire şeklindeki FG hücrelerinin deneysel yazma/silme performansı

Bu tasarımda dairesel kontrol kapısı simetrik olarak iki yarım dairesel kapıya bölünmüştür, bu da yazma/silme dinamiklerini önemli ölçüde iyileştirir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi. 1, yük yakalama verimliliğini artırmak için yüksek geçirgenliğe sahip engelleyici dielektrik ile birleştirilmiş iletken bir depolama katmanı kullanılır. Sonuç, kayıt penceresini artırmak için yüksek bir bağlantı faktörü ve yüzen kapıdan elektron sızıntısında bir azalmadır, böylece doygunluğun neden olduğu sorunları ortadan kaldırır. Şekildeki deneysel yazma/silme özellikleri. 2, yüzer geçitli FG yarı dairesel hücrelerin ve yüksek geçirgenliğe sahip engelleyici dielektriğin, daha büyük yuvarlak yük tuzağı CT hücrelerine kıyasla yazma performansında önemli bir iyileşme ve daha geniş yazma/silme penceresi sağladığını göstermektedir.

İncir. 3. Kalibre edilmiş parametrelerle yazıldıktan sonra simüle edilen Vt dağılımları

Daha iyi yazma/silme performansına sahip FG yarım daire hücrelerinin, küçük hücre boyutlarında nispeten yoğun QLC Vt dağılımına sahip olması beklenmektedir. Buna ek olarak, düşük tuzak konsantrasyonuna sahip bir silikon kanalın kullanılması, bir hücrede dört bitten fazla verinin depolanmasını ve örneğin Şekilde gösterildiği gibi beş seviyeli bir hücrenin PLC uygulanmasını mümkün kılar. 3. Bu sonuçlar, FG yarım daire hücrelerinin depolama yoğunluğunu artırmak için pratik bir çözüm sağlayabileceğini doğrulamaktadır.

KIOXIA’nın yenilikçi flash bellek araştırma ve geliştirme çalışmaları bundan böyle Twin BiCS Flash teknolojisinin daha da geliştirilmesini ve pratik uygulamalarının araştırılmasını içerecektir. KIOXIA ayrıca IEDM 2023’da şirketin flash bellek alanındaki güçlü araştırma ve geliştirme faaliyetlerini ortaya koyan altı yayını daha tanıttı.