五千年(敝帚自珍)

主题:同学们,“半导体存储器导论课”第二课开始点名,分组讨论了, -- 老瑞

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家园 不好意思,老师不敢当,凑数说说闪存

这里的水太深了,我常是默默地看,不敢多言,老师还是老瑞您,我刚好工作与这不远,能写的我会尽量,欢迎拍砖。

(2)凑数的说说闪存(Flash memory)

Flash memory 有NAND 和NOR型,这都是元东芝的叫外冈富士雄的研究员在1987年发明的(这老兄也与东芝打了奖金的官司现在像到东北大当教授了)。由于NOR型写入速度不高,线路不易微细化,现在常说的闪存都是NAND型。下图就是NAND型闪存的一个cell的微结构示意图。

点看全图

与我前面介绍过的DRAM相比,它没有了电容,只是在MOS的结构上改了,做了个两层的gate,上层的gate是控制gate与word line连接,下层的gate 是形成于Si基板表面氧化物层上,其与上层的gate也隔着一层氧化物层,称为浮游gate, 就是靠它的带电来实现存储,初期状态无电子为1,有电子时为0。

在0的写入时,gate电极和drain电极间加高电压,使得drain部的电子突破氧化物层的能垒,靠隧道效应进入浮游gate, 如此,断电时浮游gate内的电子由周围的氧化物膜来绝缘保持,从而实现了不挥发性。

读数据时,给gate电极上加上电压来导通MOS, 存储了数据0的cell由于drain部的电子进入到了浮游gate而导致流过channel 的电流相对较小。也就是说,gate电极加一定的电压后,流入bit线的电流大的cell存储的是1,反之是0。

看到这,就可看出NAND flash memory的优点哪,它可以多个cell共有控制的导线而简单化,由此数据的读写可以用称为一页的方式来进行,旧型号的NAND一般是一页512 byte, 现在新型的电极配线已为40纳米,一页为2014byte。它的数据读出速度是50ns,但写入就慢了据说为1s;再者浮游gate周围的氧化物膜由于经常使用而劣化,导致写入数据0时过量的电子进入浮游gate,读数据时,该cell的电压发生异常而出错。这就是flash memory的大问题,想必很多人都有过数据读不出的经历。尽管NAND在设计上每一页都配有存储纠错的另外的byte来更新而格式化。

关键词(Tags): #闪存#微结构
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