日立瑞薩開發(fā)低功耗轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器單元

新型單元是一種用于嵌入式系統(tǒng)的下一代微控制器片上非易失存儲(chǔ)器的頗具前途的解決方案，它可以在1.5V電源電壓條件下進(jìn)行編程，且只需100μA的編程電流。

日立有限公司與瑞薩科技公司近日發(fā)布了低功耗相位轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器單元的成功原型。這種非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元可以在電源電壓為1.5V和電流低至100μA的條件下進(jìn)行編程——與采用以前技術(shù)的日立和瑞薩發(fā)布的產(chǎn)品相比，每個(gè)單元的功耗降低了50％。此外，相對(duì)于現(xiàn)有的非易失存儲(chǔ)器，新的相位轉(zhuǎn)換單元在高速讀寫能力、編程耐久性、小尺寸和高水平集成方面均更為優(yōu)異。因此，這些原型可在下一代微控制器中為諸如信息設(shè)備、家用電器，以及車載設(shè)備和控制系統(tǒng)等嵌入式應(yīng)用的片上編程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供一種頗具前途的解決方案。

該原型單元采用130納米CMOS工藝制造。其結(jié)構(gòu)采用了MOS晶體管和一層在熱響應(yīng)中呈非晶體狀態(tài)*（高阻抗）或晶狀（低阻抗）的相位轉(zhuǎn)換薄膜。兩種狀態(tài)的編程是通過180納米直徑的鎢下電極接點(diǎn)（BEC）實(shí)現(xiàn)的。在一次讀操作中，存儲(chǔ)的數(shù)字（1或0）信息是由薄膜中電流流動(dòng)量的差別決定的。

為了獲得突破性的功耗效果，日立和瑞薩的研究人員開發(fā)了一種原創(chuàng)的具有低電壓編程能力的低電流相位轉(zhuǎn)換薄膜。他們利用一種受控制的鍺-銻-碲（GeSbTe）氧摻雜材料生長(zhǎng)出了這種薄膜。氧摻雜能夠使相位轉(zhuǎn)換薄膜的阻抗限制在一個(gè)最理想的水平，同時(shí)可抑制編程期間過大的電流流過。此外，該單元的實(shí)現(xiàn)可以減少形成這些單元的MOS晶體管的門寬度，以及驅(qū)動(dòng)輸出MOS晶體管的數(shù)量，從而有助于縮小存儲(chǔ)器單元和驅(qū)動(dòng)電路的尺寸。

突破性的低功耗MOS相位轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器單元技術(shù)的細(xì)節(jié)已在2005年12月5日于美國(guó)華盛頓特區(qū)舉行的國(guó)際電子器件會(huì)議上宣讀的技術(shù)論文中披露。