Как создать энергонезависимую память высокой плотности

Технологии микроэлектромеханических систем (MEMS), уже достаточно широко используемые в датчиках движения и, соответственно, манипуляторах ввода или устройствах защиты жестких дисков от ударов, оказывается, могут найти себе и другое применение, причем в самом сердце персонального компьютера. Как сообщает источник, инженеры ST Microelectronics совместно с учеными из Политехнического Института Лозаннской Лаборатории микро- и наноэлектронных устройств (полное название - Ecole Polytechnique Federale de Lausanne's Laboratory of Micro and Nanoelectronic Devices) создали на базе MEMS однотранзисторную ячейку памяти. В этой ячейке используется «подвешенный» (suspended) затвор кого полевого транзистора MOSFET-структуры (металл-окисел-полупроводник) и микроэлектромеханический массив затворных электродов.

Причем, как утверждают разработчики технологии, такая память является перспективным кандидатом для создания на ее основе энергонезависимой памяти высокой плотности, потребляя при этом ничтожно малое количество электроэнергии. В предложенной структуре, в точке контакта с подвижным проводящим затвором происходит заряд подзатворного диэлектрика. Это отличает новую технологию от технологии флэш-памяти, где происходит туннелирование заряда из плавающего затвора через тонкий слой диэлектрика-оксида.

По оценке исследователей, величина утечки тока из ячейки после механического переключения между состояниями «0» и «1» позволяет хранить данные в течение до 40 лет, что находится на одном уровне с флэш-памятью. Считывание данных происходит путем измерения тока, а программирование, запись «1» и стирание, - приложением положительной или отрицательной разности электрических потенциалов к опускаемому (механически) затвору, при котором происходит заряд и разряд ячейки, соответственно. Заявленное время механического переключения, как сообщается, не превышает нескольких наносекунд, а потребление электроэнергии - 6,5 мкВт на микрон.

Еще одно преимущество созданных ячеек – то, что они не подвержены проблеме масштабирования туннельного слоя диэлектрика, являющейся одним из главных препятствий на пути наращивания плотности флэш-памяти. Однако, есть и недостатки.

Главная проблема новой технологии – то, что, как и положено механическим системами, ячейки достаточно быстро деградируют со временем и пока что не способны обеспечить более 105 циклов перезаписи. Этой же проблеме подвержены и приснопамятные Millipede, ставшие в свое время одними из первых прототипов MEMS-систем.

iXBT