2024-08-13
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초고속 플래시 통합 프로세스 및 통계 성능
인공지능의 급속한 발전으로 인해 고속의 비휘발성 저장 기술이 시급히 요구되고 있습니다. 현재 주류 비휘발성 플래시 메모리의 프로그래밍 속도는 일반적으로 수백 마이크로초 수준이므로 애플리케이션 요구 사항을 지원할 수 없습니다. 푸단대학교 Zhou Peng-Liu Chunsen 팀의 예비 연구에서는 2차원 반도체 구조가 속도를 1000배 이상 증가시켜 파괴적인 나노초 수준의 초고속 저장 플래시 메모리 기술을 달성할 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 대규모 통합을 달성하고 실제 실용적인 응용 프로그램으로 이동하는 방법은 여전히 매우 어렵습니다.
인터페이스 엔지니어링을 시작으로 팀은 세계 최초로 1Kb 나노초 초고속 플래시 메모리 어레이에 대한 최대 통합 검증을 달성했으며, 초고속 특성이 10나노미터 이하까지 확장될 수 있음을 입증했습니다. 베이징 시간으로 8월 12일 오후 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)에 '2차원 초고속 플래시 메모리의 규모 통합 과정'이라는 제목으로 해당 결과가 게재됐다.
연구팀은 슈퍼 인터페이스 엔지니어링 기술을 개발해 대규모 2차원 플래시 메모리에서 원자 수준의 평탄성을 갖춘 이종 인터페이스를 구현했으며, 고정밀 특성화 기술과 결합해 통합 프로세스가 국제 수준보다 훨씬 우수함을 보여준다. 엄격한 DC 저장 창 및 AC 펄스 저장 성능 테스트를 통해 1Kb 저장 규모의 새로운 2차원 메커니즘 플래시 메모리가 나노초 비휘발성 프로그래밍 속도에서 최대 98%의 수율을 갖는 것으로 확인되었습니다. International Semiconductor의 기술 로드맵에서는 플래시 메모리 제조에 89.5%의 수율이 필요합니다.
동시에 연구팀은 독창적이고 혁신적인 초고속 스토리지 스택 전계 설계 이론을 결합해 첨단 사진 평판 장비에 의존하지 않는 자가정렬 공정을 개발하고, 이를 통해 초고속 플래시 메모리 소자 구현에 성공했다. 채널 길이는 8나노미터로 현재 세계에서 가장 짧은 트렌치 플래시 메모리 소자로, 실리콘 기반 플래시 메모리의 물리적 크기 한계(약 15나노미터)를 돌파했다. 원자적으로 얇은 채널이 지원되는 이 초소형 장치는 20나노초의 초고속 프로그래밍, 10년의 비휘발성, 100,000주기 수명 및 다중 상태 저장 성능을 갖추고 있습니다. 이 작업은 초고속 파괴적 플래시 메모리 기술의 산업적 적용을 촉진할 것입니다.
본 논문의 교신저자는 푸단대학교 통합 칩 및 시스템 국가 핵심 연구소와 칩 및 시스템 프론티어 기술 연구소의 Liu Chunsen 연구원, 마이크로전자공학부의 Zhou Peng 교수입니다. 그리고 Cao Zhenyuan이 논문의 첫 번째 저자입니다. 연구 작업은 과학 기술부의 핵심 R&D 프로그램, 중국 국가 재단의 중요한 선도 인재 프로그램, 상하이 기초 연구 구역 프로그램, 상하이 비너스 및 기타 프로젝트의 지원과 지원을 통해 자금을 지원 받았습니다. 교육부의 혁신 플랫폼.
작가:
글: Jiang Peng 사진: 인터뷰 대상자 사진 제공 편집자: Gu Jun 편집장: Fan Liping
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