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技術創新:鎧俠首發3D半圓形分裂浮動柵極閃存單元“Twin BICS Flash

2019-12-13 14:57| 發布者: admin| 查看: 104| 評論: 0

摘要: 鎧俠宣布推出全球首款3D半圓形分裂浮動柵極閃存單元“Twin BICS Flash”。與傳統的電荷捕捉存儲單元相比,“Twin BICS Flash”有望在更小的尺寸內實現更優異的性能,并超過QLC技術,實現更高的存儲密度。“Twin BICS Flash”----架構升級,在更小存儲單元中實現密度提高一直以來,3D NAND閃存都是通過增加堆疊層數實現存儲密度的增加和單位bit成本下降。然而,隨

鎧俠宣布推出全球首款3D半圓形分裂浮動柵極閃存單元“Twin BICS Flash”。與傳統的電荷捕捉存儲單元相比,“Twin BICS Flash”有望在更小的尺寸內實現更優異的性能,并超過QLC技術,實現更高的存儲密度。


“Twin BICS Flash”----架構升級,在更小存儲單元中實現密度提高


一直以來,3D NAND閃存都是通過增加堆疊層數實現存儲密度的增加和單位bit成本下降。然而,隨著堆疊層數超過100,在蝕刻控制,尺寸均勻和生產良率之間進行權衡棄取變得越來越有挑戰性。為了降服這個問題,鎧俠通過在常規圓形柵極單元上將柵極分割,開發了一種新的半圓形分裂柵極存儲單元,減少了單元尺寸,實現了更高密度存儲。


與平面柵極相比,圓形控制柵極由于曲率效應可以增加溝道電解質的載流子注入,并降低電子泄露。在新型分裂柵極結構中,柵極被對稱的分裂為兩個半圓形的柵極,其編程/擦除操作能夠得到有效提升。


此外,鎧俠介紹,“Twin BICS Flash”分裂浮動柵極存儲單元可以提高電荷捕獲效率,實現高耦合比,減少電荷泄露,下圖1中展示了半圓形浮動柵極結構的橫截面圖和平面圖;下圖2中展示分裂半圓形浮動柵極存儲單元和圓形電荷捕捉型存儲單元的編程/擦除操作性能對比。

圖1 半圓形柵極結構的橫截面圖和平面圖,來源:鎧俠

圖2 分裂半圓形浮動柵極存儲單元和圓形電荷捕捉型存儲單元的編程/擦除操作性能對比

來源鎧俠


鎧俠“變隊”,改浮動柵極架構,六大原廠技術陣營格局改變


鎧俠作為3D NAND的發明者,憑借長期的技術創新推動著存儲產業發展。之前已有報道稱鎧俠已成功研發出基于BICS 5的128層3D NAND。目前鎧俠主流的“BICS”架構主要基于電荷捕捉技術。此次發布的“Twin BICS Flash”不僅將圓形柵極結構升級為半圓形,還由電荷捕捉技術改為浮動柵極架構,這一改變對全球存儲產業可謂意義重大。


圖片來源:網絡


全球六大存儲原廠中,三星從2013年的第一代V-NAND 3D閃存就開始使用電荷捕捉型技術,SK海力士也是結合電荷捕捉技術和PUC技術發布了最新的128層4D閃存,東芝和西部數據的BICS也是基于電荷捕捉技術,只有英特爾和美光采用浮動柵極結構,不過,在兩家分手之后會單獨進行閃存研發工作,美光表示會采用自己的取代柵極技術,即電荷捕捉技術的改造,英特爾將成為唯一采用浮動柵極的廠商。


如今,鎧俠發布最新的“Twin BICS Flash”也改用浮動柵極結構,若后續有產品推出,將改變全球存儲技術格局。


在競爭激烈的存儲產業中,從來不乏技術創新,NAND閃存在尺寸微縮及密度增加的壓力下由平面結構升級為三維架構,短短五年時間已經實現100+層的量產。現在層數堆疊帶來良率,成本及性能之間權衡愈加困難,鎧俠已經提出最新解決方案,“Twin BICS Flash”能否取代之前技術,成為未來NAND閃存的主流,仍需市場的檢驗。


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