Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1091051), страница 7

Файл №1091051 Диссертация (Развитие методов сканирующей зондовой микроскопии для диагностики электрофизических параметров элементов хранения энергонезависимой памяти) 7 страницаДиссертация (1091051) страница 72018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Ячейки объединены вдоль линий слов в страницы,а линий бит в сектора. Ячейки, соединенные управляющими затворами, образуютслова, а ячейки, соединенные стоками – битовые линии. Четные и нечетные биты,связанные общим истоком, называют страницей, которая удаляется как единыйэлемент. Страничная организация частично снимает вопрос перекрестноговлияния операций удаления и программирования, ограничивая этот эффектпределами одной страницы.Процессудалениязаключаетсявснятиисплавающегозатвораотрицательного заряда за счет эффекта туннелирования Фаулера-Нордгеймамеждууправляющимиплавающимзатворами.Вовремяудалениякуправляющему затвору (линия слов) прикладывается высокое напряжение (15 В),43в то время как исток и сток ячейки заземляются. За счет выгнутой области у краяплавающегозатвораобразуютсявесьмаблагоприятныеусловиядлятуннелирования.

Под воздействием сильного электрического поля электроны,составлявшие отрицательный заряд плавающего затвора, переносятся черезтонкий слой диэлектрика-оксида на управляющий затвор. В конце концов, на"истощенном" плавающем затворе формируется положительный заряд. Припрограммировании необходимо сообщить плавающему затвору отрицательныйзаряд, своим полем преграждающий путь электронам от истока к стоку. Здесьприменяется эффект горячих электронов. Сток заземляется, а к истокуприкладывают напряжение 12 В. На управляющий затвор подается напряжение,которое открывает часть канала составного транзистора вплоть до области,контролируемойплавающимзатвором.Высокоенапряжениеимощноеэлектрическое поле, возникающее между истоком и стоком, генерируют, такназываемые, горячие тепловые электроны, обладающие высокой энергией,достаточной,чтобыпреодолетьбарьер3,2 эВ,создаваемыйоксиднымизолирующим слоем, и присоединиться к заряду плавающего затвора.

Процессостанавливается естественным путем, когда емкость плавающего затвораисчерпывается.Технология SuperFlash является абсолютным лидером по совокупностиположительных качеств. Процесс производства ее прост – 14 масочных слоевпротив 19 или 21, требуемых для одно- и двухтранзисторных ячеек. Толстый слойокиси(40 нм)Страничнаяснижаетвероятностьорганизациявозникновенияуменьшаетэффектутечкиэлектронов.взаимовлиянияприпрограммировании и стирании. Поскольку канал управляется плавающимзатвором лишь частично исключен эффект чрезмерного стирания.

Более того,особаяформаплавающегозатвораснижаеттребованиякнапряжениюпрограммирования и стирания, а также повышает скорость выполнения данныхопераций.44Рисунок 1.30 – Кросс-секция ячейки flash-памяти SuperFlash 1-го поколенияПреимуществамиSuperFlash1-гопоколенияявляетсяупрощеннаяконструкция, низкое энергопотребление, хорошая масштабируемость от 1 мкм до65 нм технологии и низкая интенсивность отказов [72].Ячейка SuperFlash 2-го поколенияЭлементы хранения SuperFlash 2-го поколения применяются как вавтономных ИС памяти, так и во встроенной flash-памяти с 2006 г. Эти ячейкитакже используют архитектуру расщепленного затвора и имеют плавающийзатвор в качестве элемента хранения.УлучшениеSuperFlashвторогопоколениязаключаетсявпростотеформирования ячейки памяти в технологическом процессе, тем самым уменьшаяколичество масок, необходимых для создания ячейки памяти.

Ячейка второгопоколения была уменьшено с 180 нм до 110 нм (Рисунок 1.31) [73].Рисунок 1.31 – Ячейки flash-памяти SuperFlash 2-го поколения45Ячейка SuperFlash 3-го поколенияПо состоянию на середину 2012 года, SST и ее партнеры произвели более400 млн. ИС, основанных на этой архитектуре. Эти ячейки также используютархитектуру расщепленного затвора и имеют плавающий затвор в качествеэлемента хранения с 5 узлами для чтения, стирания и программирования(Рисунок 1.32).Рисунок 1.32 – Ячейки flash-памяти SuperFlash 3-го поколенияПроцесс формирования ячейки третьего поколения является более простым,чемформированиеячейкивторогопоколения,несмотрянаналичиедополнительных узлов, повышающих производительность и масштабирование.Третье поколение SuperFlash ячеек сохраняет архитектуру технологии первогопоколения. Во время операции стирания, напряжение подается на стирающийзатвор (EG), который стирает все ячейки за один импульс.

Ячейки могут бытьзапрограммированы с помощью битовых линий или страниц относительнонизким напряжением от линии источника (SL) [74].1.3.3 Ячейки памяти, выполненные по технологии захвата зарядаЯчейки, выполненные по технологии захвата заряда (Charge-Trap),отличаются от ячеек с плавающим затвором использованием нитрида кремния(Si3N4) вместо поликристаллического кремния для материала накопления заряда,что обеспечивает более высокое качество хранения заряда. Это происходит из-загладкой однородной пленки Si3N4 в отличие от поликристаллической пленки,которая имеет крошечные неровности.

Число циклов перезаписи превышает46100 млн., что в 10000 раз больше чем у памяти с плавающим затвором (ПЗ). Вданной технологии решена проблема электростатических помех в ультра-малыхячейках памяти [75,76].Ячейка SONOS (полупроводникоксиднитридоксидполупроводник)Ячейка SONOS является разновидностью flash-памяти выполненной потехнологии захвата заряда (Рисунок 1.33). Элемент хранения SONOS позволяетиспользовать более низкое напряжение при программировании и обладаетбольшим числом циклов перезаписи, чем flash-память на основе поликремния.Продукцию на основе технологии SONOS предлагают следующие компании:GlobalFoundries,CypressSemiconductor,Macronix,Toshiba,иUnitedMicroelectronics Corporation.Рисунок 1.33 – Ячейка типа SONOS в сравнении с ячейкой с плавающим затворомТак же существует двух транзисторная ячейка памяти типа SONOS(Рисунок 1.34). Ее принцип точно такой же, как у ее более старого аналога ячейкиEEPROM.47Рисунок 1.34 – Двухтранзисторная ячейка типа SONOS [75]Ячейка на основе тонкопленочного транзистора с дополнительнымбарьерным слоем SONOS (TFT BE SONOS - Thin-Film Transistor bandgapengineered)Повышение качества туннельного слоя сделает данный тип ячеек наиболеепригодным для 3D масштабирования.

Дополнительный слой нитрида позволяетулучшить инжекцию дырок, что в свою очередь повышает скорость стирания(Рисунок 1.35). Дополнительный слой BE-туннельного барьера обеспечиваетэффективное стирание и исключает утечку при прямом туннелировании (записи).Рисунок 1.35 – Ячейка типа TFT (BE) SONOS [77]Так же одной из разновидностей ячейки типа SONOS является JL-SONOS,процесс ее изготовления представлен на рисунке 1.36. Особенностью являетсяминимальное число этапов производства и размеры, не превышающие 10 нм [77].48Рисунок 1.36 – Процесс изготовления ячейки типа JL-SONOS [78]Ячейка Ω-GateБлагодаря угловатой форме Омега-образного затвора (Ω-затвор) в TFTSONOS повышена эффективность электрических полей, проходящих черезтуннельный оксид, тем самым улучшены скоростные характеристики памяти. ΩGate TFT SONOS показал отличную эффективность записи/стирания иувеличение объёма памяти по сравнению с 2D-ячейками.

Кроме того, в связи сбольшей управляемостью затвора, Ω-Gate TFT SONOS также показываетпревосходную производительность транзисторов при меньшем пороговомнапряжении [78].Ячейка MONOS (металлоксиднитридоксидполупроводник)Данный тип ячеек широко применяется в контроллерах смарт-карт.

Ееосновное преимущество состоит в том, что в отличие от обычных ячеекразличные дефекты могут возникнуть только в области стока, в связи сособенностями техпроцесса. Этим и объясняется значительное увеличениенадежности с сохранением размером ячейки или даже с последующимуменьшениемтопологии.Применениеметаллическогозатворапозволяетувеличить скорость чтения до 10 нс в широком спектре температур (от -40°С доболее чем +150°С) (Рисунок 1.37).49Преимуществамиявляетсявысокаяскоростьчтенияинизкоеэнергопотребление при чтении (произвольный доступ на частоте выше 100 МГц),а так же низкая стоимость [79].Рисунок 1.37 – Ячейка памяти MONOS и Split Gate MONOS фирмы RENESASЯчейка TANOS (титан оксид алюминиянитридоксидполупроводник)Применение оксида алюминия в качестве блокирующего диэлектрикапозволяет уменьшить порог напряжения стирания до менее чем 3В.

Даннуютехнологию применяют для более качественной работы с низкими уровнямиэнергии заряда (1,28 эВ).Ячейки памяти, выполненные по данной технологии, обладают лучшейпомехоустойчивостью и меньшим количеством дефектов.Считается, что данная технология является единственной реальнойальтернативой технологии с плавающим затвором, но имеются некоторыевопросы с масштабированием вследствие наличия металлического затвора, и непозволяет существенно уменьшить напряжение необходимое для процессастирания.Существует несколько видов ячеек памяти, работающих по принципуловушки заряда (Рисунок 1.38) [80].50Рисунок 1.38 – Существующие виды ячеек Charge-Trap [79,82]Ячейка MANOS (металл-алюминий-нитрид-оксид-полупроводник)Основным отличием от TANOS является применение других металлов вкачестве управляющего затвора, что в свою очередь удешевляет производство, ноухудшает характеристики транзисторов (Рисунок 1.39).Рисунок 1.39 – Ячейка памяти MANOS [81]1.3.4 Многоуровневые запоминающие устройства (MLC)Существуют типы ячеек flash-памяти способные хранить несколько уровнейзаряда.

Предложено ввести отдельную классификацию многоуровневых ячеек(Рисунок 1.40).МногоуровневыеячейкиMirror BitSTRATAFLASHNROMTLCQLCРисунок 1.40 – Классификация многоуровневых ячеек памяти51Основной задачей многоуровневых ячеек является возможность храненияболее чем одного бита информации в одной стандартной ячейке. Типичнымнаправлением для развития является хранение четырех состояний в одной ячейке,таким образом, разбив количество ячеек надвое (четыре состояния из двух бит:00, 01, 10 и 11).Ячейка StrataFlashStrataFlash. за счет технологии MLC, позволяет хранить два битаинформации в каждой ячейке. Это достигается тем, что StrataFlash оперируетчетырьмя уровнями заряда, кодирующими два бита. Уровень заряда определяетнапряжение, которое необходимо приложить к управляющему затвору, чтобыоткрыть транзистор.

Проведено сравнение показателей однобитовой ячейки иячейки StrataFlash (Таблица 1.8) [83].Скорость чтения одного блока для Strataflash-памяти превосходит скоростьчтения для обычной памяти более чем в полтора раза. Это связано с тем, что изодной ячейки памяти читаются сразу два бита, а не один, при этом увеличиваетсявремя задержки, связанное с расшифровкой значения битов. Это же относится крежимам записи и стирания.Таблица 1.8 – Показатели однобитовой ячейки и ячейки StrataFlash [83]ХарактеристикиРазмер (Mbit)Размер одного блока (Kb)Напряжение питания (В)Время чтения (ns)Время записи (ms)Время стирания (s)Рабочая температура (°C)Количество циклов записиОднобитовая flash32642.7 - 3.612011.30.55От -40 до +851000005В StrataFlash641284.5 - 5.515012.60.7От -20 до +701000003В StrataFlash1281282.7 - 3.615013.61.2От -20 до +70100000На сегодняшний момент реализуется уже четвертое поколение Strataflashячеек.

Характеристики

Список файлов диссертации

Развитие методов сканирующей зондовой микроскопии для диагностики электрофизических параметров элементов хранения энергонезависимой памяти
Документы
Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее