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技术创新:铠侠首发3D半圆形分裂浮动栅极闪存单元“Twin BICS Fl

归档日期:12-16       文本归类:半圆形落地拱      文章编辑:爱尚语录

  铠侠宣布推出全球首款3D半圆形分裂浮动栅极闪存单元“Twin BICS Flash”。与传统的电荷捕捉存储单元相比,“Twin BICS Flash”有望在更小的尺寸内实现更优异的性能,并超过QLC技术,实现更高的存储密度。

  “Twin BICS Flash”----架构升级,在更小存储单元中实现密度提高

  一直以来,3D NAND闪存都是通过增加堆叠层数实现存储密度的增加和单位bit成本下降。然而,随着堆叠层数超过100,在蚀刻控制,尺寸均匀和生产良率之间进行权衡取舍变得越来越有挑战性。为了克服这个问题,铠侠通过在常规圆形栅极单元上将栅极分割,开发了一种新的半圆形分裂栅极存储单元,减少了单元尺寸,实现了更高密度存储。

  与平面栅极相比,圆形控制栅极由于曲率效应可以增加沟道电解质的载流子注入,并降低电子泄露。在新型分裂栅极结构中,栅极被对称的分裂为两个半圆形的栅极,其编程/擦除操作能够得到有效提升。

  此外,铠侠介绍,“Twin BICS Flash”分裂浮动栅极存储单元可以提高电荷捕获效率,实现高耦合比,减少电荷泄露,下图1中展示了半圆形浮动栅极结构的横截面图和平面图;下图2中展示分裂半圆形浮动栅极存储单元和圆形电荷捕捉型存储单元的编程/擦除操作性能对比。

  图2 分裂半圆形浮动栅极存储单元和圆形电荷捕捉型存储单元的编程/擦除操作性能对比

  铠侠作为3D NAND的发明者,凭借长期的技术创新推动着存储产业发展。之前已有报道称铠侠已成功研发出基于BICS 5的128层3D NAND。目前铠侠主流的“BICS”架构主要基于电荷捕捉技术。此次发布的“Twin BICS Flash”不仅将圆形栅极结构升级为半圆形,还由电荷捕捉技术改为浮动栅极架构,这一改变对全球存储产业可谓意义重大。

  全球六大存储原厂中,三星从2013年的第一代V-NAND 3D闪存就开始使用电荷捕捉型技术,SK海力士也是结合电荷捕捉技术和PUC技术发布了最新的128层4D闪存,东芝和西部数据的BICS也是基于电荷捕捉技术,只有英特尔和美光采用浮动栅极结构,不过,在两家分手之后会单独进行闪存研发工作,美光表示会采用自己的取代栅极技术,即电荷捕捉技术的改造,英特尔将成为唯一采用浮动栅极的厂商。

  如今,铠侠发布最新的“Twin BICS Flash”也改用浮动栅极结构,若后续有产品推出,将改变全球存储技术格局。

  在竞争激烈的存储产业中,从来不乏技术创新,NAND闪存在尺寸微缩及密度增加的压力下由平面结构升级为三维架构,短短五年时间已经实现100+层的量产。现在层数堆叠带来良率,成本及性能之间权衡愈加困难,铠侠已经提出最新解决方案,“Twin BICS Flash”能否取代之前技术,成为未来NAND闪存的主流,仍需市场的检验。

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