Главная » Новости » 2002 » 12 » 16 16 декабря 2002

Квантовые колодцы и квантовая флэш-память

Исследователи из Университета города Токио и AMD доложили на IEDM (International Electron Devices Meeting) результаты исследований, касающихся возможности использования технологии так называемого «квантового колодца» (quantum-well) для создания флэш-памяти нового поколения.

В докладе японских и американских ученых излагается одна и та же идея использования квантовых колодцев для сохранения заряда в канале MOSFET в течение длительного времени. При этом носителем заряда становится полупроводник, который в промышленности уже научились использовать достаточно хорошо.

Одной из главных проблем для флэш-памяти будущих поколений является размер ячейки. И хотя прогресс, быть может, не так уж и быстро движется в сторону квантового предела размера элемента, но ячейка флэш-памяти, скорее всего, не переживет тот день, когда индустрия шагнет за 65-нм порог. Дело в том, что при размерах элементов менее 65 нм ячейка флэш-памяти становится нестабильной, что приводит или к ее сбою после нескольких циклов перезаписи или к быстрой потере данных, что потребует ее обновления и флэш станет похожа на обычную оперативную память.

Чтобы уменьшить размеры ячейки, в свое время предлагалось использовать новые материалы, большая часть на основе азотистых соединений, но были и довольно экзотические составы с плохо изученными свойствами, или использовать новые способы хранения данных.

Исследователи же Токио и AMD спросили сами себя: если флэш-память сама по себе изначально является устройством, использующим квантовый эффект (туннелирования через слой оксида), то почему для нормальной работы ячейки ей требуются довольно-таки большие (в наноскопическом масштабе) размеры? Теоретически, возможно создание такой системы, в которой при туннелировании даже нескольких электронов происходит резкое изменение запирающего порогового напряжения, которое можно легко измерить. Ученые из Японии и AMD описали две разные схемы, приводящие к одному и тому же результату.

Исследователи из Токио вырастили несколько нанокристаллов кремния с характерным линейным размером порядка 8 нм на тонкой (позволяющей туннелировать) подложке из оксида, а вся структура была дополнительно покрыта более толстым слоем оксида (надо полагать, для изоляции от внешнего мира). Эта структура находится под каналом традиционного FET, а нанокристаллы, выращиваемые в процессе химического замещения паров, образуют как раз те самые квантовые колодцы, о которых говорилось в самом начале сообщения. Но самое интересное то, что по словам японцев, при уменьшении ширины канала под нанокристаллами изменение порогового напряжение становится еще более заметным, и при толщине 5-10 нм достигает значения, которое легко детектируется простыми приборами. Таким образом, в каждом таком квантовом колодце возможно удержание единичных электронов.

Похожего результата добилась и AMD, но в несколько другой структуре. Квантовый колодец по версии AMD состоит из нанотрубки из поликристаллического кремния с каплевидным поперечным сечением. Эта нанотрубка проходит по периметру вентиля MOSFET и выполнена между двумя слоями диэлектрика: тонкого, позволяющего электронам туннелировать, и более толстого. AMD подтверждает тот факт, что при уменьшении диаметра нанотрубки значение запирающего порогового напряжения увеличивается, и оптимальное его значение соответствует примерно 2 нм. Кстати, компания сообщает, что сумела увидеть квантовое поведение таких ячеек памяти и подсчитала количество электронов, участвующих в создании запирающей разности потенциалов: около 1000.

Источник: Parasound

13:27 16.12.2002
Оценить новость

Не работают комментарии или голосования? Читайте как почистить куки



декабрь
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс
2002

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.