Новые технологии:

LG готова положить конец войне Blu-Ray и HD DVD

News image

Южнокорейская компания LG в ходе проходившей в начале текущего месяца в Лас-Вегасе выставки бытовой электрон...

Формат Blu-ray и HD DVD

News image

Данный формат продвигает Blu-ray Disc Association во главе с Sony. В ассоциацию входит более сотни компаний ...

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

RAID-практикум

Для начала скажу, что самая популярная схема подключения винчестеров такая: один диск подключен к стандартному разъему IDE, и является загрузочным (...

News image

SCSI против IDE

Как вы уже сами, наверное, догадались, принципиальное отличие между продающимися винчестерами заключается в их интерфейсе. Несмотря на то, что бо...

News image

Maxtor

Для компании Maxtor выпуск жестких дисков с интерфейсом SCSI связан с приобретением подразделения корпорации Quantum. Самым быстродействующим нак...

Работа с технологией DVD:

Зачем Вам DVD?

News image

Четкость изображения. Допустим, у Вас есть видеозапись на кассете miniDV, Digital8 или Hi8. Это значит, что Вы цените ...

Практическая часть конвертирования DVD

News image

При инсталляции программа установит необходимые инструменты – VirtualDubMod, VobSub, AviSynth и дополнительные код...

Работа с DVD-R

News image

Итак, главное блюдо сегодняшнего обеда - работа привода с DVD-R дисками. На данный момент это наиболее совместимый ...

Программы для профессионалов и очень продвинутых любителей

News image

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

Как перепрошить DVD-привод

News image

Прошивка (firmware) – это программное обеспечение, которое фактически является операционной системой устройства (микро...

Мастеринг в создании DVD

News image

Video DVD записывается с использованием файловой системы UDF (Universal Disk Format) и, также как VideoCD, содержит ...

Звуковое сопровождение при программном декодировании DVD

News image

Самый простой метод, это микширование звукового сопровождения в обычный стерео и вывод на пару колонок или в наушники,...

Запись двухслойных DVD - проблемы и их решения

News image

Сегодня мало кого можно удивить шестнадцатикратной скоростью записи DVD, хотя еще в начале этого года четырехкратная с...