Гонка за право быть наследником флэш-памяти продолжается

Успех флэш-памяти очевиден. Сфера ее применения обширна. Однако, как считает д-р Грация Талларида (Grazia Tallarida) из Национальной лаборатории MDM близ Милана, это не повод не искать альтернативные технологии: «Уменьшать размеры этих устройств и делать их более емкими становится все труднее и труднее. Поэтому сегодня проводятся интенсивные исследования в поисках других технологий для энергонезависимой памяти».

Одной из наиболее обещающих является память на материалах с изменяемой фазой. Однако она требует приложения напряжения к ячейкам для их переключения.

В своем варианте исследователи предлагают поместить тонкий массив ячеек памяти, изготовленных из окисла никеля, между двумя наборами параллельных проводников, расположенных друг относительно друга под прямыми углами, что позволяет приложить напряжение к каждой ячейке. Такое расположение известно как кроссовая матрица. Правда, при этом возникает проблема – близко расположенные ячейки могут порождать помехи и снижать производительность памяти. Решение нашли в том, чтобы подсоединять каждую ячейку через диод. По словам Грации Таллариды, основная проблема заключается не в изучении самих ячеек памяти, а в кроссовой матрице и диодах, которые необходимы для построения такого устройства.

Хотя конструкция является потенциально простой и дешевой, массив ячеек памяти лежит поверх другой схемы, что ограничивает температуру производственного процесса не выше 350° С. Это исключает использование кремниевых диодов, которые требуют более высоких температур для их изготовления.

Взамен кремниевых были разработаны диоды на базе окиси цинка, материала, который обычно не используется в КМОП-технологиях, но для которого достаточно около 100° С.

К настоящему времени был сконструирован прототип из 10 тыс. ячеек, каждая размером 5 мкм. В каждой ячейке мог храниться один бит. С помощью компьютерной симуляции было показано, что массив из 100 млн ячеек (около 12 МБ) может быть интегрирован в одном чипе с помощью имеющейся технологии.

Большим преимуществом кроссовой архитектуры является возможность простой укладки массивов в стек, что позволяет получать устройства большой емкости. Недавно команда изготовила экспериментальный массив из 25 ячеек, каждая размером 100 нм.