Quad 技术因为将绝缘的氮化膜内的不同 MirrorBit 技术的制造工艺与浮栅相 电荷在两处保存,所以在成本、可靠性 比除简单以外还有另一个优点,就是能

Quad 技术因为将绝缘的氮化膜内的不同 MirrorBit 技术的制造工艺与浮栅相 电荷在两处保存,所以在成本、可靠性 比除简单以外还有另一个优点,就是能
TECHNICAL ANALYSIS
随着办公场所,家里甚至外出场所
Quad 技术因为将绝缘的氮化膜内的不同
MirrorBit 技术的制造工艺与浮栅相
电荷在两处保存,所以在成本、可靠性
比除简单以外还有另一个优点,就是能
和生产性方面比浮栅技术出色。
对逻辑电路进行有效的合并。大容量闪
等可使用数据和资讯的地方日趋扩大,
存与能装载一百万逻辑门的大容量逻辑
闪存解决方案的移动化、数字化和媒体
电路合并能削减成本 , 并能使不追加独
化的进程正在全球范围推动。半导体制
立逻辑电路的解决方案成为可能。
造厂商们也为此不断开发与现存产品相
以 MirrorBit 技术为基础,Spansion
比,成本更低性能更高,容量更大的记
为集成市场的用户提供在单一的技术平
忆媒体。而 Spansion 就是在这静态存储
台上有附加价值的编码数据存储解决方
器领域创出连续技术革新的领先的闪存
案。在优化编码解决方案上,MirrorBit
解决方案供应商。现在,Spansion 在导
产品采用 NOR 型结构设计,使高速存取
MirrorBit Quad 技术具有 4Bit/Cell
入具有革新性的 MirrorBit 技术后,又开
和高可靠性的编码存储成为了可能。做
的结构,与 MirrorBit 一样在两个不同
始致力于引发闪存界技术革新的领先世
为面向集成市场最优化的数据存储解决
领域里保存电荷的同时,还能保存不同
界的 4 bit/cell 技术「MirrorBit Quad」
方案 MirrorBit ORNAND ™制品,其结构是
电荷量和电荷状态,使其能有 MirrorBit
的开发工作。
适合大容量数据存储的高速读 / 写 , 与
的两倍的保存容量。在两个不同的领域
竞争产品浮栅型的 NAND 产品相比具有更
里保存各自的电荷,可被不同的特定电
高的数据品质和可靠性。MirrorBit Quad
位分割成 4 值 (4 个充电电位 ),即各单
技术在集成市场中可以说是肩负大容量
元为 4×4, 也就是说可保存相当于 4bit/
数据存储的下一代的技术。
cell 的 16 种不同的电荷组合。
Spansion 是 以 独 自 的 专 利 技 术
MirrorBit 技术为基础,在静态存储器解
MirrorBit 单元与浮栅单元有很大
决方案上率先利用氮化膜的公司。利用
不同 , 它通过在存储单元的两侧,物理
氮化膜的产品在业界首次成功地实现了
结构不同的两个位置上保存电荷 , 使实
在 所 有 的 MLC 型 闪 存 结 构 中, 都
批量生产,2006 年第二季度以 MirrorBit
际存储容量成为两倍。标准的浮栅单元 ,
需要解决不同的电荷状态问题,对存储
技术为基础的产品的销售额达到了 14 亿
为了保存电荷使用导电性多硅的浮栅 ,
媒体中的少量电子必须进行正确的注入
美元。在无线设备、车载设备、网络设备、
而 MirrorBit 单元采用着非导电性的氮
和检出,这使得其结构更趋于复杂。而
通讯设备、家电产品等 Spansion 的目标
化膜作为记忆媒体 , 防止了电荷流在存
MirrorBit Quad 与以前的 MLC 型的浮栅
市场上,该技术是具有高附加价值的闪
储介质中的电荷平均化问题。MirrorBit
闪存相比显然有两个优点。
存解决方案。
技术 , 因为不使用浮栅 , 所以可以提高
第 1 点,MirrorBit Quad 的单元电
大多数半导体制造厂商,已认识到
可靠性并减少工艺程序。通过开发用来
荷和 MirrorBit 一样,被保存在绝缘的
用氮化膜来存储的可能性,为了与即将
代替源漏区对的单元具有彼此互不干涉 ,
氮化膜中。这样,对一般闪存的单元电
面临的浮栅技术课题对应 , 已开始研究
从物理结构上独立的两个电荷保存领域 ,
荷而言,与从可导电的多晶硅门穿过绝
以氮化膜为基础的解决方案。
各领域在存储器阵列里直接表达为 1bit
缘膜泄漏电荷的可能性相比,MirrorBit
的信息 , 即每单元保持 2bit 的信息。
单元中的电荷被泄漏的可能性变得很低。
现在,Spansion 正计划生产业界首
次的将 4 bit/cell 实用化了的 Spansion
MirrorBit Quad 技 术 产 品。MirrorBit
Vol.25 No.1
浮 栅 和 MirrorBit 技 术 的 比 较 如
图 1 所示。
MirrorBit 和 MirrorBit Quad 的 比
较如图 2 所示。
如果浮栅中的绝缘膜不好的话,将引起
电荷泄漏。而且,当单个单元里的位数
增加后,在相邻的两层上的电子数的差
量的数据存储市场。存储卡产品的容量
异会变小,这样就使泄漏问题变得更加
每年都在增加,现在 4G 字节的产品已经
恶化。
上市,到 2010 年 32G 字节容量的产品也
第 2 点,MirrorBit 的 存 储 单 元 带
MirrorBit Quad 最适用于需要大容
将会投入市场。MirrorBit Quad 是实现
有两个电荷放置区,在每个区里保存有
4 层的电荷,因此可以在同一个闪存单
元里实现 4 位信息存储。而在以前的 MLC
型的浮栅闪存的单元中,为实现 4bit/
图1
浮栅和 MirrorBit 技术
cell,需要将 16 种电荷保存在同一区域。
浮栅
MirrorBit技术
要从 16 种电荷层中,严密而且正确地存
取其中的一层,这在技术上是困难的,
没有功能强大的 ECC 解决方案是很难使
其正常工作的。
Spansion 了实现比浮栅 NAND 型闪存
和 NOR 型闪存的结构具有更高密度的配
置,设计了 MirrorBitQuad 结构。从在 1
个闪存单元上的存储容量增加的结果来
看,MirrorBit Quad 技术在同一工艺节
点上,与浮栅多层 NAND 闪存相比,1 位
浮栅
MirrorBit技术
存储信息有效利用的单元尺寸最大可以
缩小 30%。
MirrorBit Quad 技术,不光是在本
质上比浮栅技术提高了效率,而且对于
MirrorBit 闪存技术,通过使用对称型的存储单元和绝缘的存储元素实现
了单纯且高效率的存储阵列。该阵列使用了先进的平面构造的设计,简化了器
件表面形状和制造工艺,大幅度降低了成本。
40nm 以来的定标中遇到的许多浮栅技术
上的问题,在工艺节点的细微化上也有
很多优点。
图2
MirrorBit 和 MirrorBit Quad
工艺节点的细微化和有效单元尺寸
的关系如图 3 所示。
MirrorBit 2Bit/Cell
电位
MirrorBit Quad 4Bit/Cell
电位
4层电压
和 MirrorBit 技术相同,MirrorBit
Quad 可 以 在 晶 片 上 对 逻 辑 电 路 进 行
有效的合并。于是,在复杂的统合控
制器,处理器以及系统级的接口等方
2个存储区
面可以进一步开发具有革新性的产
品。不只是存储器的子系统,通过提供
ASSP(Application Specific Standard
通 过 4 个 充 电 电 位 来 识 别 MirrorBit 存 储 单 元 的 2 个 存 储 区,
MirrorBit Quad 可以在一个存储单元里存储 4 比特的信息。
Products)
,使采用 MirrorBit 产品的最
终客户系统的成本能得到削减,小型化
和单纯化成为可能。
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大容量存储器的最合适的产品。
MirrorBit 技术是通过将存储区里的电荷
同时,MirrorBitQuad 还适用于消费
状态或是电压层扩展到 6 种类 / 电荷区
市场和 PC 市场中使用的存储器驱动器。
后,使其可以在一个存储单元里存放
现在,虽然这些市场中硬盘还占有主导
5 位信息。就数据密度而言,要达到相
地位,而使用闪存的固态存储器 (SSD)
同的容量,用 MLC 来实现的话,就要将
可以实现低功耗,轻量化,高可靠性以
单位存储单元上的电荷划分成为 32 层。
及高速启动,这将会使其在市场中确立
与此可见,与现在的最先端的多层单元
自己的地位。与此之外,MirrorBit Quad
存储相比,可以存储 2 倍的数据信息。
还为大容量编码数据存储的嵌入式应用
* Spansion,Spansion 标 志,MirrorBit,
ORNAND 等 以 及 其 所 有 的 组 合, 都 是
SpansionLLC 的商标或是注册商标。
*其它公司名称以及产品名称都是各公司的
商标或是注册商标。
Spansion 今后,除大容量数据存储
软件提供最优化的解决方案。
的下一代技术 MirrorBitQuad 之外,还计
划对具有各种接口的解决方案进行实用
化。
关于 Spansion 闪存解决方案的情报,请
多 Bit/Cell 解决方案,使今后在单
浏览 Spansion 的网页。
位存储单元上的信息位数可能继续增加。
图3
http://www.spansion.com/jp
工艺节点的细微化和有效存储单元的尺寸
有效的存储单元尺寸(μm2)
0.1
MirrorBit Quad
MirrorBit
NAND SLC
NAND MLC
0.01
摘自:Spansion预测(2006年9月)
0.001
90
65
45
32
节点(nm)
MirrorBit 或是 MirrorBit Quad 技术,随着工艺节点的细微化,对于从前的 NAND 型闪存,
长期具有位容量的优越性。
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