Бельгийский исследовательский центр IMEC в ходе майской конференции International Memory Workshop 2013 доказал, что старушка Европа ещё что-то понимает в полупроводниках. Учёные из Старого Света сделали доклад, в ходе которого рассказали о возможности выпуска надёжной флэш-памяти с нормами менее 20 нм.

Основная проблема с выпуском «мельчающих» флэш-микросхем в том, что ячейка для удержания заряда становится настолько мала, а изолирующий слой настолько тонок и мал по площади, что рабочие характеристики флэш-памяти начинают быстро ухудшаться. Это ведёт как к снижению циклов перезаписи, так и к потере данных, например, при внекомнатных температурах окружающей среды.

Специалисты видят выход в создании трёхслойного диэлектрика между плавающим и управляющим затвором транзистора ячейки.

Рис. 1.

В качестве изолирующей прослойки предложена комбинация из слоя оксида алюминия (Al₂O₃) с низким значением диэлектрической константы (low-k) и двух «обёрток» из слоёв в комбинации оксида алюминия и гафния (HfAlO), которые характеризуются высоким значением диэлектрической постоянной (high-k). Слой high-k/low-k/high-k-изолятора, по словам представителей IMEC,

«показывает превосходные результаты по надёжности и удержанию заряда».

К сожалению, количественные характеристики разработки остались за кадром новости. Для обычной флэш-памяти, напомним, время удержания в среднем составляет 10 лет, а число допустимых циклов перезаписи стремится к 10 в 5-й степени.

Учёные уверены, что трёхслойный диэлектрик позволит уменьшать техпроцесс производства NAND-флэш микросхем на основе планарных транзисторов ниже 20 нм без ухудшения их рабочих характеристик. Правда, у нас есть некоторые сомнения в совместимости 25-нм изолирующего слоя (10–5–10 нм) с 14-нм и 10-нм затворами транзисторов. Как-то они не очень соответствуют друг другу. Возможно, толщину изолятора тоже можно будет уменьшать, но на эту тему подробностей нет.