Новая технология энергонезависимой памяти, позволяющей получать более компактные, быстрые и дешевые кристаллы по сравнению с обычной flash- памятью, благодаря усилиям компании Freescale Semiconductor становится реальностью. Freescale объявила о получении первых в мире промышленных образцов микросхемы памяти емкостью 24 Мбит на базе кремниевых нанокристаллов, полученных с использованием 90-нм технологии.
Кремниевые нанокристаллы
Главная трудность при создании новой технологии заключается в том, что требуется обеспечить очень высокую степень однородности кремниевых нанокристаллов и сохранение их характеристик при дальнейшей обработке в процессе интеграции дополнительных блоков интегральных схем.
Традиционные технологии flash-памяти на базе транзисторных ячеек с плавающим затвором могут полностью исчерпать себя в течение ближайшего времени. При переходе на 90-нм технологию они становятся экономически нецелесообразными, поскольку площадь, занимаемая 9-12В транзисторами, необходимыми для записи и стирания памяти, не может быть уменьшена. Также нынешние технологии не позволяют снизить напряжение записи/стирания без ущерба для надежности хранения данных в памяти. Таким образом, возможности по наращиванию емкости энергонезависимых носителей будут весьма ограниченными.
В свою очередь использование кремниевых нанокристаллов дает возможность снизить рабочее напряжение, уменьшить размеры памяти и упростить технологический процесс. Кроме того, внедрение новых технологий не потребует применения новых материалов и оборудования для изготовления микросхем, что обеспечивает совместимость с нынешними технологическими процессами.
Энергонезависимая память на базе кремниевых нанокристаллов относится к классу так называемых тонко-пленочных устройств хранения информации. Она обладает большими возможностями по увеличению емкости накопителей за счет того, что слой оксида, обеспечивающий туннелирование электронов, может быть уменьшен без ущерба для сохранности данных. Заряд хранится на отдельных нанокристаллах, и теряется только в тех из них, что непосредственно соприкасаются с дефектами структуры в слое оксида. В нынешней flash-памяти аналогичные дефекты приводят к значительной потере заряда, хранящегося на плавающем затворе. При более тонком слое оксида требуется меньшее напряжение для программирования ячеек памяти, следовательно, уменьшается площадь, занимаемая генератором накачки. Это в свою очередь ведет к упрощению технологического процесса.
Компания Freescale представила первую 4-Мбит микросхему памяти на базе кремниевых нанокристаллов еще в 2003 г. и по праву может считаться одним из лидеров в области технологий энергонезависимой памяти.
