Новые технологии:

Защита HD DVD и Blu-ray взломана окончательно

News image

Некто, скрывающийся под псевдонимом Arnezami, похоже, нашел универсальный способ взлома защиты от копировани...

Двусторонние, двухслойные (или многослойные) Blu-Ray диски

News image

Для hi-tech учреждений, предприятий, систем управления, образовательных заведений и других, где требуются бо...

Авторизация





Stacked Gate Cell
Технологии - О USB flash памяти

stacked gate cell

Ячейка с многослойным затвором -- наиболее старый и одновременно простой тип ячейки памяти EEPROM. В основе ее лежит полевой транзистор, имеющий, впрочем, некоторое отличие от классического аналога в виде еще одного, так называемого плавающего затвора. Этот затвор является неотъемлемой частью всех модификаций flash-памяти: он играет ту же роль, что и конденсатор в DRAM, т. е. хранит запрограммированное значение. На плавающий затвор путем двух квантовых процессов помещаются заряды с разными значениями, которые влияют на поле основного, или управляющего затвора

Таким образом, состояние транзистора (проводящее или непроводящее) зависит в данном случае сразу от обеих баз. Плавающий затвор изолируется от стока, истока и управляющего затвора тончайшим слоем (около 10 нм при 1-микронном процессе производства) окиси кремния. Следовательно, чтобы сообщить заряд плавающей базе, приходится пускаться на всевозможные ухищрения. Рассмотрим вначале процесс удаления содержимого ячейки. Здесь и далее будем полагать, что исток и сток представляют собой полупроводники p-типа, а значит, для выключения транзистора необходимо создать в канале отрицательное поле, блокирующее процесс перехода электронов. Между истоком (+) и управляющим затвором (--) прикладывается напряжение, которое приводит к появлению электрического поля высокой напряженностью 10 МВ/см вдоль слоя окиси между плавающим затвором и истоком. В результате квантового эффекта туннелирования Фаулера--Нордхейма (Fowler--Nordheim) заряд с плавающей базы перетекает к истоку. Стертая ячейка будет проводить ток ( 1 ), так как электрический барьер поля, обеспечиваемого плавающим затвором, исчез.

Во время программирования напряжение прикладывается уже между стоком и управляющей базой. Здесь плавающий затвор заряжается горячими электронами (Channel Hot Electrons -- CHE), которые генерируются в канале транзистора. Эти электроны называют горячими потому, что они обладают высокой энергией, достаточной, чтобы преодолеть потенциальный барьер, создаваемый тонкой пленкой окиси кремния. Эффективность процесса программирования в данной конфигурации ячейки крайне низка. Чтобы довести дело до конца, приходится прибегать к высокому напряжению, ток между истоком и стоком достигает 1 mA. Высокие напряжения, длительное протекание сильных токов, обусловленные невысокой эффективностью, приводят к значительному снижению надежности и устойчивости памяти.

Схема внутричиповых соединений достаточно проста -- каждая ячейка подключена как к линии слов, так и к линии битов. Фактически она находится на их пересечении, что вследствие наличия в схеме высокого напряжения приводит к значительному перерасходу места: линии истоков, битов и слов приходится располагать на достаточном удалении от других элементов схемы, чтобы обеспечить необходимый уровень изоляции.

Еще один существенный недостаток однотранзисторной ячейки -- подверженность эффекту избыточного удаления (overerase). Иногда плавающая база из-за дефектов в слое окисла, образовавшихся при производстве чипа или впоследствии при его эксплуатации, теряет при стирании слишком много электронов, которые уже не может восполнить процесс программирования. В результате после нескольких циклов стирания начинает проявляться положительное электрическое поле плавающего затвора, что приводит транзистор в состояние постоянно открыт вне зависимости от напряжения на управляющем затворе. Происходит заземление стока на битовую линию. А это означает, что битовая линия будет всегда выдавать 1 или 0 (в зависимости от типа базовой логики -- NAND или NOR) и чтение других ячеек станет невозможным.

Помимо эффекта избыточного удаления, однотранзисторная память подвержена и всем прочим недостаткам, присущим flash-ячейкам. В основном, они связаны с нарушениями в окисном слое: медленное стекание заряда (slow leaking bits), вызывающее снижение скорости чтения и даже битовые ошибки; с другой стороны, захват заряда (накопление избыточного отрицательного заряда на плавающем затворе) приводят к ухудшению времени стирания и программирования. Нарушение слоя окисла в некоторых случаях влечет за собой появление залипающих битов (stuck bits) -- ячеек, быстро теряющих или, наоборот, не желающих ни при каких обстоятельствах уступать свой заряд. Утешает только, что в не очень запущенных случаях время лечит дефекты, возникающие после захвата заряда. Последний постепенно рассасывается , и ячейка возвращается в свое нормальное состояние. Проблемы доставляет и группа эффектов, связанных с перекрестным влиянием операций чтения, стирания и программирования на соседние ячейки и целые области чипа.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Технология работы жёстких дисков:

News image

Сервопривод

Для управления приводами с подвижной катушкой в разное время использовались три способа построения петли обратной связи: ■ со вспомогательн...

News image

Линейный привод

Линейный привод перемещает головки по прямой, строго вдоль линии радиуса диска. Катушки располагаются в зазорах постоянных магнитов. Главное достоин...

News image

Привод с подвижной катушкой

Привод с подвижной катушкой используется практически во всех современных накопителях. В отличие от систем с шаговыми двигателями, в которых перемеще...

Работа с технологией DVD:

Программы для профессионалов и очень продвинутых любителей

News image

Sonic (ранее Daikin) ReelDVD 2.5.1/3.02 - программа полупрофессионального уровня

Насколько необходим аппаратный DVD-декодер для просмотра DVD-видео?

News image

Это во многом зависит от того, куда планируется выводить изображение. Аппаратный декодер проявит все свои возможност...

Проблемы совместимости

News image

Основная проблема состоит в том, что ни один из записываемых форматов не обеспечивает полную совместимость со всеми др...

Форматы DVD-R и DVD+R

News image

Стандарт записи DVD-R(W) был разработан в 1997 году японской компанией Pioneer и группой компаний, примкнувших к ней и...

Программы для тех, кто не хочет тратить время на создание DVD-Video диска

News image

Ulead MediaStudio Pro 6.5 - в части создания DVD очень прост, практически не имеет никаких степеней свободы для ав...

Ожидаемое время жизни носителей DVD-R

News image

Ожидаемое время жизни является ключевым вопросом вопросом в разговоре об использовании DVD-R в таких приложениях, как ...

DVD готовится вместить 500 часов видео

News image

Как сообщает New Scientist, британские ученые разработали новый способ записи информации на оптические диски. Исследов...

HD DVD наступает под флагом компании NEC, но пока только в области DVD-ROM

News image

Глядя на сегодняшнее разнообразие оптических носителей, иногда вспоминаются мне старые добрые времена, когда фактическ...