Как мы уже сообщали, компания Macronix вместе с IBM и Qimonda недавно представили общественности новый тип памяти, позиционирующийся в качестве замены флэш-памяти – PRAM. Впрочем, компания не забыла и про традиционную флэш-память и собирается освоить выпуск 45-нм чипов, в которых используется технология SONOS (silicon-oxide-nitride-oxide-silicon, структура типа «кремний-оксид-нитрид-оксид-кремний»).
Новая структура флэш-памяти, названная BE-SONOS, призвана устранить проблемы, мешающие производителям осваивать всё более тонкие производственные нормы, применяя традиционную технологию плавающего затвора (floating-gate). Впрочем, первые 2-Гбит образцы флэш-памяти, выполненные по технологии BE-SONOS, Macronix планирует произвести в будущем году по 75-нм нормам. Коммерческое внедрение технологии, предполагают в компании, начнется вместе с массовым внедрением 45-нм производства, то есть, к 2010 году.
Преимуществом структуры SONOS является её совместимость с логическими процессами общего назначения, что позволяет использовать такую память в качестве встраиваемой в системах-на-чипе (SoC). Однако, есть и недостаток – большой ток утечки. В большинстве случаев, первый слой оксида является слишком тонким, чтобы предотвратить туннелирование. В прошлом, исследователи пытались решить эту проблему добавлением дополнительного слоя нитрида толщиной менее 4 нм, с помощью которого удалось добиться лучшего времени хранения данных, но при этом увеличивалось время программирования.
В BE(Bandgap Engineered)-SONOS используется более сложная структура: SONONOS. За счет дополнительных двух слоев оксида и нитрида достигается общая толщина изолятора, равная 5,3 нм, поверх которого находится 7-нм слой нитрида, удерживающего заряд, и 9-нм блокирующий слой оксида. В результате, достаточно толстый слой изолятора обеспечивает длительное время хранения записанной информации. При программировании же происходит изменение ширины запретной зоны, обратное тому, что наблюдалось при внедрении блокирующего слоя нитрида в предыдущих экспериментах, и электроны достаточно быстро туннелируют внутрь ячейки.
BE-SONOS может быть использована как для NAND, так и NOR флэш-памяти (отличающихся, по сути, лишь организацией шин чтения и записи), но, скорее всего, будет наиболее востребована в NAND-продуктах. Скорость записи – до 6 Мбайт/с, но стоит заметить, что скорость стирания – 3-4 мс на блок, что заметно больше типичного значения в 2 мс. Заявленное количество циклов перезаписи – не менее 10 тысяч.
Здесь стоит также отметить, что признанный лидер отрасли, Samsung, недавно сообщила о создании похожей технологии, названной CTF (charge-trap flash). Только структура Samsung выглядит как TANOS и содержит, помимо нитрида и оксида кремния, металлический тантал и оксид алюминия. В Macronix полагают, что их технология является более простой в производстве, чем CTF.