IMEC开发新型电介质,推动20nm NAND Flash进一步微缩

　　比利时微电子研究中心IMEC的研究人员们已经开发出一种纳米级的氧化铝铪电介质（HfAlO/Al2O3/HfAlO）堆迭，这种具氮化硅/氮化钛混合浮闸的闸间电介质可用于平面 NAND Flash 结构中，并可望推动NAND flash在20nm及其以下先进制程进一步微缩。

　　IMEC表示，这种高-k/低-k/高-k的三层结构能够让数据具有”出色的保留与持久性“。虽然IMEC并未明白指出实际的数字，但一般认定10^5次读写周期是NAND flash的实际下限，而10年的保存时间则是大多数非挥发性存储器的标准要求。

　　NAND flash在20nm节点过渡到平面结构。由于存储器单元间距的紧密度使其必须采用平面结构以避免包覆浮闸周围的控制闸。然而，平面单元也因此造成控制闸与浮闸之间的耦合减少，而使得编程与读取困难。

透过穿透式电子显微镜检视在混合浮闸与控制闸的TiN薄层之间
具HfAlO/Al2O3/HfAlO闸间电介质的闸极堆迭

　　IMEC指出，透过这种三层闸间电介质的结构，可让编程/擦除窗口开放到18V。电介质厚度缩小，使得这种材料可望在20nm及其以下更先进制程时进一步微缩2D NAND flash。

　　采用具非晶态A1203中间层的25nm厚堆迭（10-5-10），IMEC为单一A1203电介质层带来更大幅的进展。在125℃温度时的保留测试显示电荷损失不大。