英飞凌推出基于有机材料存储元件的非挥发性内存

    德国英飞凌科技在2003年12月8日于美国召开的“IEDM 2003”国际半导体制造技术会议上，发布了采用有机材料存储元件的高密度非挥发性内存。存储元件采用的有机材料是一种电荷转换络合物（Charge Transfer Complex）。通过施加一定的电压，就会显示出高电阻状态和低电阻状态。两者的电阻比（Resistance Ratio）超过100倍。有机材料的具体名称“由于关系到专利问题，因此不便公布”（英飞凌）。耐热性可确保达到400℃左右。

    防串音的单元结构

    通过在存储元件中使用有机材料，与包括层叠多层薄膜的MRAM在内的其他非挥发性内存相比，更容易简化制造工艺。因为有机材料可利用旋镀和真空气镀等简单方法成膜。

    据英飞凌介绍，还易于实现内存单元的小型化设计。内存单元没有使用晶体管、而是采用了交点结构的内存阵列，可将内存单元面积做成4F2（F表示最小加工尺寸）。结构上将有机材料夹在垂直相交的2根布线之间。

    以闪存EEPROM为代表的大容量内存，一般来说随着密度的提高，内存单元之间的间隔缩小以后，由于相邻单元的电位变化等因素就会导致自身单元电位发生变化，即容易产生串音现象。英飞凌同时公布了在此次采用有机材料的内存中用于减轻串音影响的内存单元结构。也就是说在作为存储部分的有机材料四周包了一层绝缘膜。采用的结构是在布线之间的通孔中注入有机材料。此时的内存单元面积为6F2～8F2。据称，无论是用绝缘膜包裹有机材料还是不包裹有机材料的结构，通过立体层叠内存单元，均可进一步提高密度。

    英飞凌此次试制出了面积为1μm2～250000μm2之间的单体内存单元，并公布了特性测试结果。据悉，在室温条件下数据保持时间超过了250天。最少在1000万次读取次数以内可稳定工作。报告称写入和删除时的压印试验结果同样良好。

    此外，该公司还使用AFM分析了内存单元进一步微细化的可能性。结果已经证实，即便将内存单元面积和最小加工尺寸分别精细到40nm2和20nm以下，此次的有机材料仍具有开关特性。此时施加的电压为+4V～+9V。

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