内存新技术综述.doc

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1、内存最新技术之内嵌式非挥发内存技术摘要内嵌式非挥发性内存,具备高良率、高精准度与配合系统做参数调效的特性，能使整体系统具最短开发时程与生产成本。内嵌式非挥发性内存的发展可分为传统型与逻辑型。传统熨内嵌式菲挥发性内存的制造过程相当复杂，相对于一般逻笹制程来说，需额外增加7-9道光罩。逻辑型非挥发性存储器则不同于传统型，其利用一般逻辑制稈屮的I/O组件来组成非挥发性内存的核心存储单元。基于技术成熟度与生产成木因索，逻辑型非挥发性内存成为在逻辑制程屮使用度最高的解决方案。其可应用的范用包含所有使用兼容于一•般逻辑制程的数

2、字/模拟芯片。未來逻辑型非挥发性内存解决方案会成为一标准化设计，并被广泛使用于各类消费型电子产品屮。关键词内嵌式非挥发性内存正文一、简介目前在半导体业界屮，内嵌式非挥发性内存的发展可分为传统型与逻辑型。传统型内嵌式非挥发性内存的制造过稈相当复杂，相对于一般逻辑制程来说，需额外增加7~9道光罩，以产生HVn/pMOS,NVMcell与其所需的VT1/1。逻辑型非挥发性存储器则不同于传统型，其利用一般逻辑制程屮的I/O纟R件来组成非挥发性内存的核心存储单元，且其周边电路并不需使用高压组件（HVn/pMOSo相较于传统型

3、内嵌式非挥发性内存，其可大幅降低IC的生产成木与生产良率，并提供相等的产品功能。逻辑型非挥发性内存可依读写次数区分为：1、单次写入型（OTP）:1次写入;2、多次写入型（MTP）:1~1000次写入;3、闪存型（Flash）:大于1000次写入。二、基本组件架构目前逻辑型非挥发性内存，依结构与供货商的不同大致上可分为：1、NEOBIT:利用单层浮栅架构，提供OTP与MTP功能。利用CHE机制达到数据写入目的，使用UV光照射以达到擦除数据的功能。在制稈方面则与一般逻辑IC完全相同。NEOBIT的优点为在不同代工厂与制

4、稈间，非常容易移转。低操作电压与高的速度。高效率写入，低于100uSo1）、组成结构：NEOBIT可作为OTP（单次写入），或MTP（多次写入）内嵌式逻辑型非挥发性内存使用，其结构特点为使用2TPMOS架构（图2）。其屮可分为SG（选择删与SL（源级线），用以组成选取存储单元功能。另有一FG（浮栅）与BL（位线），用以作为存储单元储存数据的功能。2）、资料写入与擦除：数据写入时，外加写入电压状态于Neobit的备端点。先将PMOS开启，并于其通到底端形成高电场，使通过的热空穴碰撞原了，产生高能电了空穴对。此时，浮栅

5、因感应基底电压，木身会呈现正电压状态。下方因碰撞而生的高能电了，受上方栅极正电压吸引，形成栅极电流穿越氧化绝缘层进入浮栅屮。数据擦除时，需照射紫外光。其目的为使浮栅屮所储存的电了,能吸收紫外光能量再度成为高能电了穿越出氧化绝缘层，以达到数据擦除动作3）、数据读取：当存储单元中的浮栅储存电子时，则此单元为开启状态，对外输出一•高读取电流（~5OUA）。当存储单元中的浮栅未储存电了时，则此单元为关闭状态，对外几乎无输岀电流（vlpA）o2、NEOFLASH：使用SONOS架构，提供大于1000次写入功能。利用CHE机制

6、达到数据写入1=1的。以FN机制达到数据擦除。相较于一般逻辑制程只需额外增加2道光罩。NEOFLASH的优点为易于在不同代工厂与制程间进行转移，只需额外2层非关键光罩，具有低操作电压与高存取速度,以及低功耗与高均匀式数据擦除。1）、组成结构：NEOBIT可作为OTP（单次写入）,MTP（多次写入）或FLASH（大于1000次写入）的内嵌式逻辑型非挥发性内存使用，其结构特点为使用1PMOS1PMOS（ON0层替代氧化层）的2T架构。其中可分为SG（选择闸）与SL（源级线），用以组成选取存储单元的功能。另有一CG（控制

7、闸）与BL（位线），用以作为存储单元储存数据的功能。2）、资料写入与擦除：数据写入时，外加写入电压状态于NEOFLASH的各端点。先将PMOS开启，并于其通到底端形成高电场,使通过的热空穴碰撞原了,产生高能电了空穴对。此时，外加一写入电压于控制栅，下方因碰撞而生的高能电子,受上方栅极电乐吸引，形成栅级电流穿越笫一氧化绝缘层进入Nitride（氮化物）屮。数据擦除时,需外加擦除电压状态于NEOFLASH的备端点。其目的为使储存于Nitride（氮化物）屮的电了，利川FNtunneling机制穿越出氧化绝缘层,以达到数

8、据擦除动作。3）、数据读取：当存储单元屮的Nitride（氮化物）储存电了时，则此单元为开启状态，对外输出一高读取电流（~50uA）。当存储单元中的Nitride（氮化物）未储存电子时，则此单元为关闭状态,对外几乎无输出电流（＜1pA）04）、数据重复读写：观察NEOFLASH输出电流的变化，当数据重复读写达10,000次时,写入与菲写入的存储单元输出电流差