Новые технологии:

На смену dvd

News image

Не так давно мы писали о массовом внедрении в США и Японии вещания в стандарте телевидения высокой четкости ...

DVD-апгрейд: Тестирование внутреннего HD DVD-привода Toshiba

News image

Технические характеристики Тестовый стенд Благодаря широкому распространению фильмов на DVD, этот форм...

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

Примеры изменений

«Законы Паркинсона» постоянно переиздаются и в настоящее время фактически являются одной из наиболее распространенных стать в области бизнеса и упра...

News image

RAID для дома

RAID-контроллер, который, собственно, и занимается «обманом» системы, выдавая несколько дисков за один, предлагает пользователю несколько вариантов ...

News image

RAID домашнего пользования

Когда мне впервые встретилось слово RAID, я по привычке запросил перевод у любимого Lingvo. Запросил для дела, но вместо аббревиатуры впопыхах набра...

Работа с технологией DVD:

Преобразование DVD видео в файлы MPEG4 и обратно

News image

Значительно большую степень сжатия можно получить при компрессии с перекодировкой в MPEG4 - но времени на этой уйдет г...

Подготовка файлов для создания DVD

News image

Как известно, видео на DVD хранится в формате MPEG2 (допускается MPEG1), а звук может быть в форматах PCM (несжатый), ...

От каких факторов зависит качество программного декодирования DVD?

News image

Качество проигрывания DVD зависит, прежде всего, от общей производительности системы. Наиболее важной её составляющей ...

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...

DVD-R технология в вопросах и ответах

News image

Что такое записываемый DVD диск? Собственно, для пользователя записываемый DVD диск (или DVD-R) - это примерно то ж...

DVD-диски TDK ScratchProof - забудьте про царапины и грязь

News image

Порою DVD дискам мы доверяем чрезвычайно ценную информацию. И хотим, чтобы она была в целости и сохранности, несмотря ...

Звуковое сопровождение при программном декодировании

News image

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

Региональная защита

News image

Для того, чтобы проводить прокат фильмов с наибольшей выгодой, производитель DVD-Video диска может установить на него ...