Transcript 플래시 메모리
Chapter 9. Integrated Circuits (집적 회로) Single Electron Transistor Memory 메모리 소자 Memory Hierarchy 양자역학의 세계 D램 (DRAM) 플래시 메모리 (Flash Memory) 플렉시블 메모리 (Flexible Memory) 차세대 메모리 소자 Memory Hierarchy Memory Volatile Random Access Memory (RAM) Dynamic RAM (DRAM) Read Only Memory (ROM) Static RAM (SRAM) Programmable ROM (PROM) EPROM Flash ReRAM Non-volatile STT-MRAM Mask ROM EEPRO M PoRAM 1984 Toshiba Unknown (next-generation) PcRAM 고전 역학과 양자 역학 나노 크기의 작은 세계 고전 역학 양자 역학 (축구공이 벽을 통과할 수 없다) (전자는 벽을 통과할 수 있다) Introduction DRAM의 기억 원리 전자 - + + + + ++++ - - - - - - 충전 - 축전기 전원차단 방전 정보 저장 정보 소실 정보 유지를 위한 재충전 휘발성 메모리 축전기에 전하가 충전된다 Dynamic RAM Introduction DRAM 소자 축전기 트랜지스터 DRAM 웨이퍼 DRAM 단면 전자현미경 사진 Introduction DRAM 소자 DRAM 패키지 DRAM 모듈 Introduction 플래시 메모리의 기억 원리 전자` 터널링 플로팅 게이트 정보 저장 정보유지 전원차단 비휘발성 메모리 일괄적인 소거 ----- Flash Introduction Memory 플래시 메모리 플래시 메모리 전자현미경 사진 플로팅 게이트 (스위치와 축전기 역할을 같이한다) NOR 플래시 메모리 Introduction NAND 플래시 메모리 플래시 메모리 제품 플래시 메모리 카드 플래시 메모리 SSD USB 플래시 메모리 Introduction 유연성을 가지는 메모리 유연성을 가지는 메모리 소자 Introduction 상용화된 반도체 메모리 소자 Cap.에 데이터를 저장 Poly-Si.에 데이터를 저장 Gate SiO2 Capacitor Gate SiO2 Source Introduction 2-D CHANNEL Poly Silicon SiO2 Drain Source 2-D CHANNEL Drain P-Si SUBSTRATE P-Si SUBSTRATE D-RAM 소자 Flash Memory 소자 차세대 메모리 및 반도체 소자 Nano particle들이 전하를 트랩한다. 3차원적 채널 형성으로 전류특성이 향상. Gate Nano-Crystals Insulator Source Introduction 2-D CHANNEL Drain Source Gate Insulator P-Si SUBSTRATE P-Si SUBSTRATE NFGM 소자 FIN-FET 소자 Drain Next Generation Single Electron Transistors and Nonvolatile Flash Memory Fabrication and Electrical Properties Final-stage image of the fabricated singleelectron transistor End of the Semester High-electron transmission electron microscopy image of Al nanocrystals formed in the source-drain channel End of the Semester Schematic diagram of the nanocrystals formation process in the channel region Ga+ Beam a b a or c Al MgO p - Si End of the Semester Al 16 T = 300 K -9 40 CONDUCTANCE ( 1/10 Ω ) DRAIN CURRENT (nA) Drain current and conductance as functions of the drain voltage without applied voltage at room temperature 12 20 8 0 4 -20 0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 DRAIN VOLTAGE (V) End of the Semester -40 0.5 Drain current as function of the gate voltage at different source voltages 0.9 T = 300 K VDS = 120 mV 0.8 0.42 VDS = 90 mV 0.7 0.40 0.6 0.38 -200 -100 0 100 GATE VOLTAGE (mV) End of the Semester 0.5 200 DRAIN CURRENT (nA) DRAIN CURRENT (nA) 0.44 Cross-sectional bright-field TEM image for Ni1-xFex nanoparticles embedded in a polyimide layer Ni1-xFex Nanoparticles End of the Semester Capacitance-voltage curve CAPACITANCE (pF) 6.0 Metal-insulator-semiconductor (MIS) behavior with charge trap regions Al / PI / nc-Fe0.8Ni0.2 / PI / n-Si (100) MIS memories Flat-band voltage shift of the C-V curve 2 V 4.0 Electron accumulation and depletion 2.0 Capture electrons inside the nanoparticle 0.0 -2 0 2 4 6 8 APPLIED VOLTAGE (V) End of the Semester 10 12 A schematic diagram of the nano-floating gate flash memory utilizing nanocrystals formed in polyimide + - V GB + - V DS Metal Gate e- Polyimide ee- e- Nano crystals Source e- e- e- e- eTransmit e- Channel e- e- e- P-Si (100) Substrate End of the Semester Drain Electron Homework #9 고체전자공학 제 6판 Chapter 9.연습문제 문제 1, 문제 3 Chap. 3. Energy Bands and Charge Carriers in Semiconductors