Un dispositivo optimizado con una estructura altamente estable utilizando memoria ferroeléctrica en aplicaciones de memoria flash NAND 3D
Autores: Choi, Seonjun; Kang, Myounggon; Jung, Hong-sik; Kim, Yuri; Song, Yun-heub
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un dispositivo optimizado con una estructura altamente estable utilizando memoria ferroeléctrica en aplicaciones de memoria flash NAND 3D
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estructura del dispositivo optimizada
Cambio de voltaje umbral
Memoria ferroeléctrica
Memoria flash NAND 3D
Propiedades de polarización
Coeficiente de expansión térmica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, proponemos una estructura de dispositivo optimizada con un proceso altamente estable que aborda problemas de cambio en el voltaje umbral en las puertas de Línea de Selección de Cadena (SSL) y Línea de Selección de Tierra (GSL) utilizando memoria ferroeléctrica en aplicaciones de memoria flash NAND 3D. El dispositivo propuesto utiliza níquel (Ni) en lugar de tungsteno (W) para las puertas GSL y SSL, lo que permite propiedades de polarización optimizadas durante el proceso de recocido y aprovecha la disparidad en los coeficientes de expansión térmica. Especialmente, la diferencia en el coeficiente de expansión térmica del tungsteno (W), empleado en otras puertas de Línea de Palabra (WL), permite un control efectivo sobre las propiedades de polarización. Para validar la estructura propuesta, fabricamos y medimos un capacitor Metal-Ferroeléctrico- Aislante-Silicio (MFIS) utilizando material de Óxido de Hafnio-Zirconio (HZO). Los resultados de las mediciones indican que un cambio en la capa de metal superior resulta en un aumento de más de cinco veces en la variación de las características de polarización entre las puertas WL (responsables de la función de memoria) y las puertas SSL y GSL dedicadas al control del canal. Además, se realizó una simulación del proceso utilizando la misma estructura de dispositivo, confirmando la aplicación de tensión de tracción al delgado filme de HZO en el caso de un electrodo de W y tensión compresiva en el caso de un electrodo de Ni. Además, aplicar este parámetro característico de polarización controlada a la estructura de memoria flash NAND 3D reveló una reducción en el cambio del voltaje umbral de la puerta de control de un cambio previo de 2.6 V o más a 0.05 V, facilitando un control estable.
Descripción
En este documento, proponemos una estructura de dispositivo optimizada con un proceso altamente estable que aborda problemas de cambio en el voltaje umbral en las puertas de Línea de Selección de Cadena (SSL) y Línea de Selección de Tierra (GSL) utilizando memoria ferroeléctrica en aplicaciones de memoria flash NAND 3D. El dispositivo propuesto utiliza níquel (Ni) en lugar de tungsteno (W) para las puertas GSL y SSL, lo que permite propiedades de polarización optimizadas durante el proceso de recocido y aprovecha la disparidad en los coeficientes de expansión térmica. Especialmente, la diferencia en el coeficiente de expansión térmica del tungsteno (W), empleado en otras puertas de Línea de Palabra (WL), permite un control efectivo sobre las propiedades de polarización. Para validar la estructura propuesta, fabricamos y medimos un capacitor Metal-Ferroeléctrico- Aislante-Silicio (MFIS) utilizando material de Óxido de Hafnio-Zirconio (HZO). Los resultados de las mediciones indican que un cambio en la capa de metal superior resulta en un aumento de más de cinco veces en la variación de las características de polarización entre las puertas WL (responsables de la función de memoria) y las puertas SSL y GSL dedicadas al control del canal. Además, se realizó una simulación del proceso utilizando la misma estructura de dispositivo, confirmando la aplicación de tensión de tracción al delgado filme de HZO en el caso de un electrodo de W y tensión compresiva en el caso de un electrodo de Ni. Además, aplicar este parámetro característico de polarización controlada a la estructura de memoria flash NAND 3D reveló una reducción en el cambio del voltaje umbral de la puerta de control de un cambio previo de 2.6 V o más a 0.05 V, facilitando un control estable.