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Imec結合III-V材料打造高性能Flash

上網時間: 2016年01月12日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:砷化銦鎵  InGaAs  Flash  III-V  快閃記憶體 

比利時奈米電子研究中心Imec的研究人員透過將快閃記憶體(Flash)與使用砷化銦鎵(InGaAs)的更高性能III-V材料通道垂直排放的方式,發現了一種能夠提高快閃記憶體速度與壽命的新方法。

目前大多數的快閃記憶體使用由浮閘所控制的平面多晶矽通道,並用控制閘讀取或編程高電壓的浮閘——其方式是迫使電子穿隧至浮閘(0)或由其流出(1)。藉由將通道移動至垂直的方向,3D快閃記憶體能夠更緊密地封裝,而不必遵循微縮規則。

此外,Imec最近發現,透過使用通道中的III-V材料(InGaAs),可讓大幅加速垂直的3D NAND閘極。由於通道是在深45nm的孔洞垂直執行,因而也能夠避免III-V材料和矽晶之間經常發生晶格不匹配的問題,這是平面快閃記憶體無法克服的問題。


垂直NAND的配置可以使用更快的III-V材料(如InGaAs)作為通道,沿著傳統金屬閘與其間的二氧化矽絕緣層填充深溝槽
(來源:Imec)

根據Imec研究人員表示,該技術被稱為「閘極先製/通道後製」(gate-first/channel last),在通態電流與轉移電導時的效能超越多晶矽通道,同時還維持相同的編程、擦除與耐久性規格。

「快閃記憶體儲存在巨大的成長,我們的記憶體合作夥伴(三星、英特爾—美光、東芝—SanDisk和海力士)將會對於可協助其進一步擴展3D NAND發展藍圖的任何突破感到振奮,」Arnaud Furnemont表示。


透過改變控制閘的電壓,從而在浮閘(紅色和藍色部份)上擷取電子,可使快閃記憶體浮閘從1切換到0(綠色)
(來源:Imec)

利用金屬有機氣相外延法(MOVPEO)在45nm孔洞中生長InGaAs(多晶矽通常會沉積),可望實現能微縮至更小尺寸的高性能元件;相形之下,多晶矽則逐漸步入其發展藍圖的盡頭。

GlobalFoundries、英特爾—美光、海力士、三星(Samsung)、東芝-Sandisk 和台積電(TSMC)等公司都贊助了Imec的研究。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Imec Melds Flash/III-V,by R. Colin Johnson)





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