Подсистемы хранения данных



Корень проблемы


Сегодня самым распространенным типом ячеек флэш-памяти является Stacked Gate Cell (ячейки с многослойным затвором), который имеет наиболее простую реализацию. Кроме того, именно на его базе созданы все известные ныне разновидности ячеек флэш-памяти. А потому именно его мы возьмем в качестве примера для объяснения трудностей технологии. Основа Stacked Gate Cell - видоизмененный полевой транзистор с так называемым дополнительным плавающим затвором. Если проводить аналогию с DRAM, этот затвор играет роль конденсатора, другими словами, хранит запрограммированное значение. Если на плавающий затвор воздействовать путем организации двух квантовых процессов, которые создают два разных по значению заряда, то с учетом полученной суперпозиции зарядов формируется поле основного (управляющего) транзистора. Для изоляции плавающего затвора от остальных компонентов транзистора (стока, истока и затвора) служит тончайший слой (порядка 10 нм при 10-мк техпроцессе) окиси кремния. Итак, чтобы сообщить полагающийся заряд базе (управляющий заряд), приходится прибегать к различным ухищрениям. Например, для удаления содержимого ячейки, в случае если сток и исток являются полупроводниками p-типа, необходимо создать в канале отрицательное поле, блокирующее процесс дрейфа электронов. Таким образом, между разнополярными истоком и управляющим затвором прикладывается напряжение, которое создает магнитное поле с высокой напряженностью (порядка 10 МВ/см) вдоль оксидной границы раздела дополнительного и управляющего затвора. Следовательно, в результате квантового эффекта Фаулера - Нордхейма (Fowler - Nordheim) заряд с плавающей базы перетекает к истоку. Электрический барьер поля исчез, транзистор проводит ток (соответствует "1") - ячейка пуста.

Для программирования ячейки напряжение прикладывается уже между стоком и управляющим затвором. Плавающий затвор в этом случае питается так называемыми горячими электронами (Channel Hot Electrons), которые генерируются в канале транзистора. Упомянутые электроны обладают высокой энергией, достаточной в том числе и для преодоления потенциального барьера разделяющей пленки окиси кремния.


Содержание  Назад  Вперед