IEDM 2012 NAND-Skalierung kann weitergehen

Das belgische Forschungsinstitut Imec hat zusammen mit Intel, Micron, Samsung, SanDisk, Toshiba und SK Hynix eine ultradünne, funktionsfähige Floating-Gate-Zelle auf Basis einer planaren Architektur mit einem n-Poly/Metall-Floating-Gate entwickelt, wodurch eine Skalierung der NAND-Flash-Technologie auf einen Half-Pitch von 10 nm und darunter möglich sein soll.

Für eine funktionierende Speicherzelle muss die Fläche zwischen Steuerelektrode und Floating-Gate so groß wie möglich sein, deshalb umschließt bislang die Steuerelektrode das Floating-Gate nicht nur auf der Oberfläche sondern auch an den Seiten. Mit Strukturen von 20 nm und darunter wird eine planare Floating-Gate-Zelle notwendig, so dass die Steuerelektrode nur noch oberhalb des Floating-Gates sitzt und sie dementsprechend nicht mehr an den Seiten umschließt. Damit steigen aber die Leckströme durch das Interpoly-Dielektrikum (IPD) zwischen Floating-Gate und Steuerelektrode – das können auch Materialien mit hoher Dielektrizitätskonstante nicht verhindern. Dem IMEC ist es jetzt gelungen, ein hybrides Floating-Gate mit Al2O3 IGD planaren Zellen zu produzieren, die sich häufig beschreiben lassen, die die Daten lange speichern können und die im Vergleich zu poly-Si-Floating-Gate-Zellen eine verbesserte Programmier-Performance aufweisen. Darüber hinaus konnte erfolgreich gezeigt werden, dass sich der HFG-Stack bis hinunter zu 4 nm skalieren lässt.