旺宏電子(Macronix)目前正致力于開發一種閃存結構,該公司相信,此舉將能消弭當前浮動柵技術在45納米節點所遭遇的障礙。
旺宏的‘BE-SONOS’是‘硅-氧-氮-氧-硅’(SONOS)公式的能隙工程改良版本。SONOS已問世多年,并被視為一種比標準浮動柵極結構更好的嵌入閃存方式。
旺宏電子前瞻技術實驗室經理余昭倫表示,該公司將在明年采用75納米技術生產一款2Gb的測試芯片。他認為,浮動柵NAND將在2010年時達到微縮極限,屆時45納米技術的商業化也將展開。因此,旺宏電子計劃開始生產芯片并提供技術授權。
由于SONOS結構兼容于通用邏輯工藝,將有助于把嵌入式閃存推入各種過去必須考量成本議題的應用中。然而,泄漏問題仍然困擾著傳統的SONOS;同時,在多數情況下,氧化層也由于太薄而無法阻止穿隧效應。
過去,研究人員曾通過增加另一個氮化層使總厚度小于4納米。這種作法提供了更好的保存性能,但卻造成了更漫長的編程時間,因此這項折衷方案已證明無法被接受。
旺宏電子的BE-SONOS則進一步增加了氧化層和氮化層。“創新部分在于用O1-N1-O2取代了SONOS中的穿隧氧化層(O1層),因此,BE-SONOS實際上相當于一個SONONOS結構。”余昭倫表示。結果是制造出了厚度為5.3納米的更厚電介質層。然后覆蓋上一層帶有電荷的7納米厚氮化層(N2)。的O3層則是9納米厚的阻擋氧化層。
由于層(O1-N1-O2層)的總厚度增加,資料保存能力也因而提高。但當對組件進行編程時,能帶的偏移會會有效消除N1和O2的阻斷特性,使電子能輕易通過O1層進入隧道。
余昭倫稱,這種結構適用于NAND或NOR閃存,但可能會先應用在NAND中。其編程以6Mbps速度執行,但擦除時間為每區塊3-4毫秒,比正常的2毫秒稍高一些,因此仍需持續微調。而10,000次以上的使用周期則與目前的閃存相當。
三星半導體曾在去年初針對其電荷捕獲閃存(CTF)組件推出了一種類似結構。這種技術采用了由鉭、氧化鋁、氮化物、氧化物和硅構成的TANOS架構。據稱TANOS象征著在NAND組件中將金屬層與高k材料結合應用。
BE-SONOS也是一種電荷捕獲組件。但“TANOS采用了新型材料,而BE-SONOS則完全與CMOS兼容。”余昭倫說。