키옥시아(Kioxia Corporation, 전 도시바 메모리 홀딩스)가 특수 설계 플로팅 게이트(FG) 셀을 통해 세계 최초의 3차원(3D) 반원형 스플릿 게이트 플래시 메모리 셀 구조인 ‘트윈 빅스 플래시(Twin BiCS FLASH)’를 개발했다고 발표했다.
트윈 빅스 플래시는 기존의 원형 차지 트랩(CT) 셀에 비해 작은 셀 크기로 월등한 프로그램 슬로프와 더 큰 사이즈의 프로그램/삭제 윈도를 구축, 이를 통해 적은 수의 스태킹 레이어로 셀당 4비트(QLC) 이상의 디자인이 가능할 것으로 기대되고 있다.
3D 플래시 메모리 기술은 최근 몇 년 사이에 셀 레이어 수가 100개를 넘어섬에 따라 식각 프로필 컨트롤과 사이즈 일률성, 생산성 사이의 상충관계를 관리하는 일이 점차 더 어려워지고 있는 가운데, 키옥시아는 해당 문제의 극복 방안으로 셀 사이즈를 줄이기 위해 기존 원형 셀의 게이트 전극을 둘로 나눠서 새로운 반원형 셀 디자인을 개발, 보다 적은 수의 셀 레이어로 더 높은 메모리 밀도를 구현할 수 있다.
실험적 프로그램/삭제 특성을 보면 높은 k 기반 BLK와 결합된 반원형 FG 셀이 프로그램 슬로프와 프로그램/삭제 윈도 측면에서 대규모 원형 CT 셀에 비해 훨씬 우수한 성과를 나타내었다. 셀 사이즈가 작은 경우에도 상대적으로 조밀한 QLT Vt 분배 패턴을 얻을 수 있고, 낮은 트랩 Si 채널의 통합은 펜타 레벨 셀(PLC) 같이 셀당 4비트 이상을 구현할 수 있게 한다.
단지, 지금까지 플래시 메모리는 셀당 bit 수 증가에 따라 수명과 성능 저하 부작용을 피할 수 없었는데, 키옥시아가 발표한 트윈 빅스 플래시 기술은 PLC 이상의 낸드 구현 시 이러한 부작용을 어느 수준까지 억제 혹은 개선할 수 있을지는 알려지지 않았다.
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