英飞凌研发出世界上最小的非易失闪存芯片

在一项打破半导体行业记录的研究突破中,科学家们英飞凌科技公司建造了世界上最小的非易失性闪存单元。这种新的记忆细胞只有20纳米,大约是人类头发的5000倍。考虑到所有与制造相关的挑战——包括光刻技术——都可以解决,新的发展将使32gb容量的非易失性存储芯片在几年内成为可能。这是目前市场上可用容量的8倍。

非易失性闪存作为数码相机、摄像机和u盘等设备的海量存储介质,正变得越来越受欢迎。当今最先进的非易失性闪存设备可以在没有电源电压的情况下,在每个存储单元永久存储一到两位信息。这种存储器的特征尺寸约为90纳米,由于纳米级物理效应,用典型技术将这种特征尺寸缩小到原来的一半带来了许多问题。特别是,制造20纳米大小的闪存电池被认为几乎是不可能的,因为这些物理效应将使存储电池极其不可靠。

英飞凌的研究人员克服了这一挑战,创造了一个独特的三维结构,晶体管有一个鳍,充当记忆细胞的心脏。与目前的平板晶体管相比,特殊的几何形状最大限度地减少了不必要的影响,并显著改善了静电控制。英飞凌的设备被称为FinFET(翅场效应晶体管),它将携带信息的电子存储在硅翅和栅电极之间的氮化层中。鳍片只有8纳米薄,由20纳米宽的栅电极控制。

FinFET也非常耐用,并具有卓越的电气特性。例如,当今市场上最先进的存储器大约需要1000个电子才能可靠地记住一个比特。新的英飞凌存储单元只使用了100个电子;另外100个电子在同一个晶体管中存储1个比特。为了便于比较,100个电子大致相当于一个金原子中的电子数。尽管电荷水平很低,但英飞凌慕尼黑实验室的样品显示出了出色的电特性。

昨天,在旧金山举行的IEEE国际电子设备会议上,有关这种新型闪存的细节在最后期限后发表了一篇论文。

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