有一个安静的发展酝酿文件,你可以在“W”“旧是新的。“非易失性内存(NVM)看到NVM重新关注逻辑,但有一点不一样,要求是一个精品的过程。有足够的活动来保证一天专门从事开发和使用命名约定(特别是,质量和可靠性)。但我越来越超前了。理解的新,我们必须了解的老。

基本上有三个基本出售任何实质性的非易失性技术。最大的金属引线,早已从主流消失了(如果不是全部的话)的使用。两个仍浮栅和anti-fuse。浮动盖茨是断开连接的导线;一定量的电荷转移到或从他们,通常由热电子注入或Fowler-Nordheim隧道;anti-fuses是由氧化断裂,两层之间的金属或金属与聚硅。

都精致的技术,花费大量的调优,以确保它们是可靠的。但是因为各种各样的原因——主要是氧化物厚度和特定anti-fuse建筑——这些都需要更改标准普通的逻辑过程。这并不容易;大量的特性和可靠性测试是必需的,因为你在一个定制的过程,你没有得到很多的好处大容量材料,生成合格样品或降低成本。更糟的是,你总是背后的曲线——你不能到最快,最激进的流程节点。

NVM的逻辑发展集中在实现非易失性内存标准逻辑流程。他们做事的过程不一定要做设计的,所以它可能需要多一点的时间来把这个过程合格后准备为逻辑卷,但实际上它并不需要一个改变的过程。这允许未来的路线图,出于实用目的,一样咄咄逼人,可用于逻辑。

你有一个机会

有两种基本方法逻辑NVM:一次性可编程(OTP)和多次可编程(MTP)。有介于两者之间,叫几次可编程(FTP);这是后续的一篇文章的主题。这里我们将关注直MTP OTP。

没有这两种技术之间的关系;它不像你做一些OTP MTP。这不是一个逻辑起点;因此我们将任意OTP开始。OTP使用氧化断裂过程——本质上是一个anti-fuse——创建一个连接,没有一个。这是通过把强场氧化,强大到足以引起故障和本质上“飙升”破裂的位置使其导电。一旦完成,就不会再回头了;因此一次性可编程性。

有两个主要公司追求这条路线,Kilopass Sidense。如果你一直关注FPGA杂志,你可能认识Kilopass SiliconBlue的配置细胞来源的技术。这两家公司出售知识产权用于SoC的设计,这就是为什么使用一个标准的逻辑过程是至关重要的。他们有不同的结构:Kilopass指其结构作为XPM细胞;Sidense他们所谓1 - t或split-gate细胞。都依赖分解晶体管的栅氧化层从大门将创建一个连接。Kilopass使用two-transistor (2 t)细胞,一个更厚的栅氧化层的选择,一个薄氧化的编程。Sidense幻灯片的两个在一起,以便它看起来有点像你有一个晶体管的栅氧化层从厚到想在中间。

他们每个人都有话要说,为什么他们更好。或者其他更糟糕的原因。当然,一个1 - t细胞可能会更小,并允许更大的密度。Sidense还声称在晶体管的分解非常可预测,给出一个非常紧密的保险丝电阻率分布比2 t细胞。他们说2 t细胞可以分解成不可预测的部分通道,掺杂水平可能会有所不同(例如,它是在“光环”植入旨在降低泄漏?在轻掺杂漏部分(LDD) ?),创建一个更广泛的分布,包括所谓的“尾位,”位分布的尾部,可能需要不止一次被编程来让他们达到预期效果。另一方面,Kilopass声称他们的细胞是在所有方面的标准的过程,而split-gate细胞需要一些刚果民主共和国的违反,可能使得工厂更加谨慎的建设和提高可靠性的问题。

目前还不清楚哪些营销信息会赢,甚至他们报道的事件是否将与谁赢。

这种技术的应用不同的密度。在低端、修剪、安全钥匙,和配置是典型的;在高端,数据存储和代码存储更规范。

这是如此有趣,我想再做一次

这些应用程序需要读和写的能力,使用MTP技术。这依赖于Fowler-Nordheim (FN)隧道,反映出一个E2PROM (FLASH)的一半遗产。过去,隧道氧化是一个推托薄氧化和栅氧化层;而今天的FLASH隧道氧化并没有得到任何厚,栅氧化层已经远低于萎缩。但要求隧道氧化boutiquey是什么使FLASH的一部分处理。与逻辑NVM MTP技术、I / O氧化-最厚的氧化,需要适应3.3 v和2.5 v -使用。你需要尽可能厚的氧化,确保项目所需的电压和消除存在的电压在正常范围内进行操作。这有助于确保浮置栅极电荷放在留在那里。

当然,我们可以合理地问一个问题,如果我可以做NVM逻辑过程,我为什么要使用传统的E2或闪光吗?嗯,当然,没有什么是免费的。在传统的编程的过程用于细胞FN隧穿,该浮置栅极多晶硅夹在硅一边和另一个多边形层上面(当然,氧化物隔开)。上聚提供电容器用于编程。耦合是关键,耦合决定(对于一个给定的绝缘子)的厚度和面积的电容器。为了保持面积尽可能小,氧化层厚度是严格控制过程的一部分。

这上聚层消除逻辑NVM化身。相反,细胞“展开”——的工作上聚实际上是由硅扩散区域。而不是堆积电容器上的浮栅,旁边的电容放置细胞;运行浮置栅极多晶硅横向覆盖这个扩散。所以只要unstacking使细胞变大。

但这并不止步于此。两个多边形层之间的耦合在设定的堆叠版本是氧化厚度,可以专门的过程控制,在逻辑NVM版本中,氧化物厚度只是不管过程提供了——如果你有一个单独的步骤来控制厚度,它将不再是一个标准的逻辑过程。所以你有你有什么。因此,电容耦合电容器的只能控制的区域,幸运的是,它必须是大的。结果是一个细胞或多或少20倍标准E2细胞。

这一切意味着什么是节约成本,将逻辑NVM MTP真的积累过程只有较小的内存大小,大的细胞大小在哪里便宜足以弥补的过程。如果需要大内存——比如说,在m的顺序,逻辑NVM单元的大小开始成为一个负担,而要全面的成本E2细胞开始看起来更有吸引力。这也是一个原因你可能不会看到努力做多级逻辑NVM单元。意义上的多个部分所需的复杂电路单个细胞增加了区域,你摊销面积的比特数。如果你有一个大的内存,你保存了大量通过多层次。但对于较小的记忆,它只是不值得(尤其是当你考虑到不小的研发需要多级细胞工作)。

Virage Impinj使用这项技术。和突发新闻——Virage Impinj现在一种。Virage刚刚购买Impinj NVM技术(Impinj将继续他们的RFID业务)。两erstwhile-separate公司使用微分单元增加数据保留。这意味着,而不是充电一个细胞,然后测量指控一些固定的标准,看看它的程序,他们计划两个细胞——一个与一个1和0,然后相互比较它们的差异。一种方法是程序;扭转两侧抹去。如果电荷泄漏远离一方或另一方,然后用它“比较”点漂移—也就是说,中心点继续转移,使其自参照和延长细胞的寿命。

自然这种技术最适合应用程序的需要或多或少地无限重写——数据存储在高端,低端可重写光盘加密密钥之类的东西。当然任何OTP的应用程序可以使用MTP;这变得更加的成本和技术问题。唯一潜伏问题未来的迭代技术是扩展之一:氧化物约50 ?以下,电子可以逃避浮栅,即使没有偏见。所以未来超越45 nm制程不清楚是否下降了3.3 v和2.5 v氧化物。但这是另一篇文章的主题。

还有一家名为eMemory做不同的变化。(这是困惑:所有提到的其他公司有很明显的网站的url。但eMemory ememory.com.tw。如果你ememory.com,没有.tw,你最终在德纳里峰的网站上。哎!)他们使用热电子注入编程,就像老UV-EPROMs。所以他们MTP和OTP推销自己。在正常包装,他们OTP。如果你想重新编程,你需要能够暴露紫外线擦除。

我怎么知道他们会工作,继续工作吗?

MTP的记忆是最简单的测试,因为所有的细胞都可以明确测试,然后抹去。处理OTP,另一方面,更严格的——就像试图测试匹配照明,看看他们的工作。显然你不能测试实际anti-fuses本身。但是,正如在旧金属熔丝的日子,有接近的方法。等结构测试行,列,冗余和修复用于最小化任何编程问题,然后以减少任何存在的影响。这意味着几乎不做检测的唯一的事就是实际的anti-fuse;所有的电路打算计划得到证明在装运之前。

这是否意味着有一些风险,anti-fuse可能失败?诚实?当然,它必须。问题是,风险小到可以忽略吗?很明显这就是这些人必须证明,以证明他们是一个内存技术的可靠来源。欢迎来到OTP salesguy的生命。

可靠性,我们面对的现实是:这些技术都是为了留在他们的程序状态很长一段时间。他们都去10年期保留或更长时间- 20 OTP和100000重写是典型。比较是比较有用的可靠性问题。MTP的最大风险是失去从浮置栅极电荷。微分单元应该帮助。在过去,OTP技术与各种移民和再生问题(“growback”曾经是一个非常肮脏的词汇)。今天,供应商表明没有特定的威胁可靠性的机制;,一旦破裂,连接是非常稳定的。

鉴于逻辑NVM发现进入极其挑剔的类型的系统,如汽车和数据,高可靠性和正常运行时间是至关重要的,一些人很难取悦的人似乎觉得这些东西是稳定的。说,大部分的课程在逻辑NVM会议是关于可靠性,所以很明显的受到很多关注。

在几周,我们将看看一些时间可编程的内存和几个最近公告的一些创造性的新思想。

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