第七代电荷捕获技术MirrorBit的演进

作者：Spansion高级副总裁兼首席技术官 Saied Tehrani 博士

对部分人来说，电荷捕获（CT）技术听起来好像是新发明，但其实早在1967年H.A.R Wegner就在IEDM（国际电子器件大会）的技术文摘上首次介绍了这一技术。类似地，还有许多在当今被视为非易失性存储器（NVM）未来的新一代闪存技术，实则也都由来已久。

由于可制造性不强，这些技术大多数一直无法成为主流产品；同时它们也无法顺利实现商品化生产，满足客户在应用需求和成本预期等方面的要求。



Spansion与其生产合作伙伴XMC Semiconductor（武汉新芯集成电路制造有限公司）共同宣布了32nm MirrorBit电荷捕获技术的生产计划。这标志着Spanson实现了第七代电荷捕获技术。Spansion是业内首家推出32nm NOR闪存生产计划的公司，它的工程师与技术人员具备对该技术进行商品化以及创造满足客户需求解决方案的能力；为了应对传统的浮栅技术NVM所带来的挑战，他们还为业界开发出了可行性强、可升级的解决方案。这些努力无不令人印象深刻。

早在1998年，当时Spansion的合作伙伴，并后被收购的Saifun Seminconductor公司就申请了一种名为NROM的存储专利技术。该技术利用硅氧化物薄膜来存储电荷，替代传统内存设计中通常使用的硅浮动结构。在制造最具性价比的闪存时，该方法相对于传统的浮栅技术而言具有很多天然优势，包括：

●形成存储单元的过程中重要的掩膜工序（masking step）更少；

●在电荷捕获层中可存储多个不同的电荷位（distinct bits of charge）；

●更大的感应边际（larger sense margins）可提升可靠性（MirrorBit的2阶电压存储对比浮栅技术的多阶存储单元的4级电压）

●更小的存储单元尺寸，共享位总线（bit line contact）

●由于电荷捕获技术更不容易产生缺陷产品，从而提高了制造产量

更高制造良率以及可制造性的改进为电荷捕获技术带来容量上的优势。从110nm代际开始，在每一个工艺技术节点上，都有两倍于传统技术的存储容量。

在2002年，Spansion（当时的AMD和富士通）首次将高容量电荷捕获技术内存投入市场。这是这种实验室技术首次以MirrorBit闪存的品牌出现在商业化生产中，具有历史性的意义。这种64Mb 3.0伏闪存当时已经处于应用阶段，具备投向通用市场的条件。

闪存市场经历了十年的发展，而MirrorBit也经历了七个代际，包括从230nm、200 nm、110 nm、90 nm、65 nm到业内仅有的45nm 8 Gb NOR闪存，而我们目前正在开始向下一代32nm演进，不断推动技术的前行。

嵌入式电荷捕获技术(eCT)是一种MirrorBit电荷捕获技术的变种技术。目前Spansion正在与UMC（联华电子）共同合作开发这一技术，有望通过联华电子40nm低功耗逻辑工艺生产高性能低功耗的电子器件。

NVM的未来发展之路将是无限光明的。随着我们不断在各种应用中发掘出电荷捕获技术的新益处，这种技术将在未来发挥更加重要的作用。