Spoločnosť KIOXIA Europe GmbH oznámila vývoj prvých 3D polokruhových pamäťových buniek typu split-gate na svete založených na špeciálnej štruktúre polokruhových buniek s plávajúcou bránou FG – Twin BiCS Flash. Nová štruktúra ponúka lepší výkon zápisu a širšie okno zápisu/vymazania s výrazne menšou plochou ako tradičné kruhové bunky s nábojovou pascou CT .
Obr. 1. Vytvorené polkruhové FG bunky: a – prierez; b – pohľad zhora
Vďaka týmto vlastnostiam sa nový dizajn buniek považuje za sľubné riešenie, ktoré prekonáva technológiu ukladania dát s kapacitou štyroch bitov na bunku QLC a umožňuje výrazné zvýšenie hustoty ukladania dát a zníženie počtu vrstiev. Nová technológia predstavená na konferencii IEEE International Electron Devices Meeting IEDM , ktorá sa konala 11. decembra v San Franciscu v Kalifornii, USA.
Technológia 3D flash pamätí umožnila vysokú hustotu zápisu pri nízkych nákladoch na bit zvýšením počtu vrstiev buniek a implementáciou viacvrstvovej štruktúry a dlhého predĺženia leptania. V posledných rokoch je pri viac ako sto vrstvách buniek čoraz ťažšie nájsť kompromis medzi riadením leptacieho profilu, rovnomernosťou veľkosti a efektívnosťou výroby. Na riešenie tohto problému vyvinula spoločnosť KIOXIA nový dizajn polkruhovej bunky rozdelením výstupu hradla v tradičnej okrúhlej bunke s cieľom zmenšiť veľkosť a vytvoriť pamäť s vyššou hustotou s menším počtom vrstiev. Kruhové riadiace hradlo má efekt zakrivenia, ktorý zlepšuje vstrekovanie nosičov cez tunelové dielektrikum a znižuje únik elektrónov do blokujúceho dielektrika BLK , čím ponúka širšie záznamové okno a znižuje efekt nasýtenia v porovnaní s plochým hradlom.
Ryža. 2. Experimentálny výkon zápisu/mazania polkruhových buniek FG v porovnaní s kruhovými bunkami CT
V tomto návrhu je kruhové riadiace hradlo symetricky rozdelené na dve polkruhové hradlá, čo výrazne zlepšuje dynamiku zápisu/vymazania. Ako je znázornené na obr. 1 sa na zlepšenie účinnosti zachytávania náboja používa vodivá pamäťová vrstva v kombinácii s vysoko priepustným blokujúcim dielektrikom. Výsledkom je vysoký väzbový faktor, ktorý zvyšuje okno zápisu a tiež znižuje únik elektrónov z plávajúceho hradla, čím sa eliminujú problémy spôsobené nasýtením. Experimentálne charakteristiky zápisu/mazania na obr. 2 ukazuje, že polkruhové bunky s plávajúcim hradlom FG s blokovacím dielektrikom s vysokou priepustnosťou poskytujú výrazné zlepšenie výkonu zápisu a širšie okná zápisu/vymazania v porovnaní s väčšími okrúhlymi bunkami s nábojovou pascou CT .
Obrázok. 3. Simulované rozloženie Vt po nahrávaní s kalibrovanými parametrami
Lepší výkon pri zápise/mazaní sa očakáva v prípade polkruhových buniek FG s relatívne hustým rozložením QLC Vt pre menšie veľkosti buniek. Okrem toho použitie kremíkového kanála s nízkou koncentráciou pascí umožňuje uložiť viac ako štyri bity údajov na jednu bunku a implementovať napríklad päťúrovňovú bunku PLC , ako je znázornené na obr. 3. Tieto výsledky potvrdzujú, že polkruhové FG bunky môžu predstavovať praktické riešenie na zvýšenie hustoty skladovania.
Odteraz bude výskum a vývoj spoločnosti KIOXIA v oblasti inovatívnych flash pamätí zahŕňať ďalší vývoj technológie Twin BiCS Flash a hľadanie jej praktických aplikácií. Spoločnosť KIOXIA na veľtrhu IEDM 2023 predstavila aj šesť ďalších publikácií, ktoré dokazujú intenzívnu výskumnú a vývojovú činnosť spoločnosti v oblasti flash pamätí.
Ako táto nová štruktúra twin BiCS článkov podporuje rýchlejší prenos dát a lepšiu účinnosť vo vašich bleskových pamätiach? Aké výhody a zlepšenia prináša pre používateľov? Máte plány na šírenie tejto technológie aj do iných oblastí v rámci svojej spoločnosti?
Ahoj, ako funguje táto nová štruktúra bleskových článkov Twin BiCS, ktorú vyvinula spoločnosť KIOXIA? Má nejaké výhody oproti iným štruktúram? Ako sa dá táto technológia využiť v praxi? Boli už tieto články testované? Ďakujem za odpoveď.