Wetenschappers van Infineon Technologies bouwen 's werelds kleinste niet-vluchtige flash-geheugencel

Munchen, Duitsland ?? 16 december 2004 ?? In een onderzoeksdoorbraak die records in de halfgeleiderindustrie heeft verbroken, hebben wetenschappers van Infineon Technologies AG (FSE / NYSE: IFX) 's werelds kleinste niet-vluchtige flashgeheugencel gebouwd. De nieuwe geheugencel meet slechts 20 nanometer ?? ongeveer 5.000 keer dunner dan een mensenhaar. Aangezien alle aan de productie gerelateerde uitdagingen - waaronder die van de lithografie - kunnen worden opgelost, zou de nieuwe ontwikkeling binnen enkele jaren niet-vluchtige geheugenchips met een capaciteit van 32 Gbit mogelijk maken. Dat is acht keer de capaciteit van wat momenteel op de markt beschikbaar is.

Niet-vluchtige flash-geheugens worden steeds populairder als massa-opslagmedia voor apparaten zoals digitale camera's, camcorders en USB-sticks. De meest geavanceerde niet-vluchtige flashgeheugenapparaten die tegenwoordig beschikbaar zijn, kunnen per geheugencel permanent één of twee bits informatie opslaan zonder voedingsspanning. Dergelijke geheugens hebben een kenmerkgrootte van ongeveer 90 nanometer, en het verkleinen van deze kenmerkgrootte met gebruik van typische technieken tot de helft van die grootte heeft veel problemen veroorzaakt vanwege fysieke effecten op nanoschaal. In het bijzonder is het fabriceren van flash-geheugencellen met een grootte van 20 nanometer vrijwel ondenkbaar geacht, omdat deze fysieke effecten de geheugencellen buitengewoon onbetrouwbaar zouden maken.

De Infineon-onderzoekers overwonnen deze uitdaging door een unieke driedimensionale structuur te creëren met een vin voor de transistor die fungeert als het hart van de geheugencel. De speciale geometrie minimaliseert ongewenste effecten en verbetert de elektrostatische controle aanzienlijk in vergelijking met de huidige platte transistors. Riep een FinFET (Fin Field Effect Transistor) op, het Infineon-apparaat slaat de elektronen op die de informatie dragen in een nitridelaag die elektrisch geïsoleerd ligt tussen de siliciumvin en de gate-elektrode. Slechts 8 nanometer dun, de vin wordt bestuurd door de 20 nanometer brede poortelektrode.

De FinFET is ook extreem duurzaam en beschikt over uitstekende elektrische eigenschappen. De meest geavanceerde geheugens op de markt van vandaag hebben bijvoorbeeld ongeveer 1.000 elektronen nodig om een ​​bit betrouwbaar te onthouden. De nieuwe Infineon-geheugencel gebruikt slechts 100 elektronen; een extra 100 elektronen slaat een tweede bit op in dezelfde transistor. Ter vergelijking: 100 elektronen komen grofweg overeen met het aantal elektronen in een enkel goudatoom. Ondanks deze minimale oplaadniveaus vertoonde het monster van Infineon's München-laboratoria uitstekende elektrische eigenschappen.

Details over het nieuwe flash-geheugen werden gisteren gepresenteerd op een post-deadline paper tijdens IEEE's International Electron Devices Meeting in San Francisco.