[논문]3D NAND Flash Memory의 Remnant Polarization(Pr)과 Saturated Polarization(Ps)에 따른 Retention 특성 분석

이재우; 강명곤

doi:10.7471/ikeee.2022.26.2.329

3D NAND Flash Memory의 Remnant Polarization(Pr)과 Saturated Polarization(Ps)에 따른 Retention 특성 분석
The Analysis of Retention Characteristic according to Remnant Polarization(Pr) and Saturated Polarization(Ps) in 3D NAND Flash Memory 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.26 no.2, 2022년, pp.329 - 332

이재우 (Dept. of Electronics Engineering, Korea National University of Transportation) , 강명곤 (Dept. of Electronics Engineering, Korea National University of Transportation)

초록
AI-Helper

본 논문에서는 ferroelectric(HfO₂)구조가 적용된 3D NAND flash memory의 parameter에 따른 lateral charge migration의 retention과 V_th를 분석하였다. P_s가 클수록 Program 시 ferroelectric에서 가능한 최대 polarization이 크기 때문에 초기 V_th는 P_s 25µC/cm² 보다 P_s 70µC/cm²에서 약 1.04V차이로 커진다. 또한 Program 이후 trap된 전자는 시간이 지남에 따라서 lateral charge migration이 발생한다. Program 이후 gate에 전압을 가하지 않고 ferroelectric은 polarization을 유지하기 때문에 P_s와 크게 관계없이 P_r이 클수록 polarization이 커지고 lateral charge migration에 의한 ∆V_th는 P_r 5µC/cm² 보다 P_r 50µC/cm²에서 약 1.54V차이로 작아진다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, retention characteristics of lateral charge migration according to parameters of 3D NAND flash memory to which ferroelectric (HfO2) structure is applied and ∆Vth were analyzed. The larger the Ps, the greater maximum polarization possible in ferroelectric during Programming. Therefore, the initial Vth increases by about 1.04V difference at Ps 70µC/cm2 than at Ps 25µC/cm2. Also, electrons trapped after the Program operation causes lateral charge migration over time. Since ferroelectric maintains polarization without applying voltage to the gate after Programming, regardless of Ps value, polarization increases as Pr increases and the ∆Vth due to lateral charge migration becomes smaller by about 1.54V difference at Pr 50µC/cm2 than Pr 5µC/cm2.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Hysteresis loop according to P_s. 그림 1. P_s에 따른 Hysteresis loop
그림 Fig. 2. I_d-V_d simulated by varying P_s. 그림 2. P_s를 가변하여 시뮬레이션한 I_d-V_d
그림 Fig. 3. Hysteresis loop according to P_r. 그림 3. P_r에 따른 Hysteresis loop
그림 Fig. 5. Retention characteristics according to P_r of WL8 in ONF structure. 그림 5. ONF 구조의 WL8에 P_r에 따른 retention 특징
그림 Fig. 4. (a) Polarization of HfO₂ after 10⁷ seconds after programming. (b) Lateral charge migration of electrons trapped in nitride according to P_r value. 그림 4 (a) 프로그램 후 10⁷초 경과 후 HfO₂의 polarization (b) P_r값에 따른 nitride에 trap된 전자의 lateral charge migration
표 Table 2. △V_th according to Parameter values. 표 2. 파라미터 값에 따른 △V_th (P_r, P_s μC/cm²)

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