
本质上是“历史上最快的闪存技术”! Fudan的新成就破坏了闪存速度的理论限制,每秒执行250,000,000个操作
来自Aofeisi Quadrup的Cesey |官方帐户是Fudan团队创建的Qbitai历史上最快的闪存设备! IT开发的Picsecond闪存设备“ Pox”达到了自然界,重写速度达到了亚纳秒级,比当前速度快10,000倍。而且,数据并不容易丢失。根据实验外推的结果,存储期可能超过十年。具体而言,基于一些新发现,作者用传统的闪存用二维材料(例如石墨烯)代替了硅,并将其制成Yanana(10^-9)Panflash设备的内存水平。该设备的编程电压小于5V,可以达到400 s(10^-12)秒的快速编程速度,相当于250亿每秒操作。以这种速度,设备编程/擦除周期的寿命超过550万次。这项使用二维材料来实现热载体注入的工作的核心是作者发现的作者作者的热载体注入机制的改进。在传统的基于硅的设备中,当将较高的正电压应用于栅极时,源中的电子将在横向电场的作用下加速形成“热”电子。这些高能电子继续向运河末端移动。当他们的能量达到一定的阈值时,有一个山雀可能会越过闸门的介电屏障,并最终将被剥夺门。该过程通常称为电子热载体注入电子,是实施闪存编程的重要方法之一。但是,由于散装硅材料的特性 - 电子的有效质量是纬度大,容易受到诸如声子扩散之类的因素 - 经典载体注入机制不是很好。研究人员认为,能量带的独特结构和两维材料的电特性有望完全改变这种情况。 扩展全文
以石墨烯为例,独特的线性扩展关系意味着载体的有效质量接近零,因此更容易加快同一电场的电场。同时,石墨烯中电子和孔的迁移率很高,并且扩散的可能性大大降低。
更重要的是,当材料的厚度减小到纳米级时,设备通道内电场的分布发生了巨大变化。
具体而言,从运河末端到末端的末端到末端:高电阻区域和低电阻区域,设备通道可以分为两个区域。
当频道的厚NESS降低,一般电阻率急剧增加,但低电阻区(源末端)的电阻率小于高电阻区域(剩余端子)。当通道厚度降至约2纳米时,泄漏末端附近的动力场的峰值在散装硅设备上几次。
在如此高的水平电场下,载体可以在纳米尺度的距离内加速到过高的高能量,并完全限制扩散。同时,垂直方向上超薄通道的厚度大大降低了越过栅极介电栅极所需的能量。
在侧向和纵向注射的双重增强下,与传统的基于硅的设备相比,载体注入的效率将增加多个数量级。
此外,“二维改进的材料改进”是不同类型的是环球l二维材料。
制备的结构和过程
基于此原理,作者分别使用了两种二维材料,即石墨烯和钨Delenide(WSE₂)来准备各种闪光记忆。
对于结构,Parehong存储器闪光灯采用了“三明治结构”,包括资源和运河电极,通道层,堆栈结构,金属门和硅基板从上到下。还有一层石墨烯石墨烯版本的电荷堆栈结构的存储层。
下表中显示了每一层中使用的材料,用于两个石墨烯溶液和钨不屑一顾:
在此调整中,当资源和运河之间使用电压时,载体正在迅速加速到高速化水平电场。
由于二维材料的特性,这些载体可以在短距离内获得足够的高能量,然后在陷阱层中注入陷阱层垂直电场(注意:在闪存,存储和删除信息中是通过在浮动门或陷阱层中的注入或绘制电子来实现的。
为了根据二维材料准备新的闪存设备,作者首先从高质量的散装钨层和石墨烯晶体中获得了原子尺度的厚度单层或更少的钨丝和石墨烯片。
接下来,作者使用干燥的转移技术将剥落的钨丝或石墨烯片移至预先准备的硅/二氧化硅底物。
最初在底物上生长了优质的六角硼(HBN)膜,该膜是二维材料和底物之间的绝缘层和保护层的绝缘层。
完成转移后,作者使用电子束和硫代蒸发方法的暴露来准备资源并在两个DI的一端排出金属电极男性材料 -
对于Tungsten delenide设备,作者选择具有高功能功能的锑/铂作为金属触点,以实现P型掺杂和孔注射钨delenide。
对于石墨烯设备,具有-set铬/金电极的那些匹配石墨烯功能以实现欧姆接触和双极载体注入石墨烯。
对于Tungsten delenide设备,作者选择具有高功能功能的锑/铂作为金属触点,以实现P型掺杂和孔注射钨delenide。
对于石墨烯设备,具有匹配石墨烯功能的铬/金电极的那些设备可实现欧姆接触和双极载体注入石墨烯。
为了确保金属原子在二维材料上的同等生长和亲密性,作者仔细优化了金属蒸发条件,包括诸如蒸发速率,真空度和底物温度等参数。
完成大会的准备后作者Al Electrode使用了释放等离子化学蒸汽的方法,该方法增强了化学清除蒸汽的方法,将高质量的氧化铝膜放在设备上,作为栅极介电层和闪存设备的电荷层。
为了进一步提高存储电荷的效率,氧化铝层上方的另一层二氧化二氧化碳膜的集合以产生“二元介电层”结构。
最后,带有set的方式使用了电子束的蒸发方式,准备了设备上的金属栅极电极。
该注入的对称机制终于实现了突破性的性能 - 当通道长度为0.2μm时,闪存设备的石墨烯版本可以实现400 picseconds的速度编程,从而破坏了1纳米秒的闪存闪存速度。
带有-set的配置文件
该项目是由周李·库恩森团队完成的,该团队是综合芯片和系统的国家关键实验室福丹大学和芯片和系统边境技术研究所。
Zhou Peng教授目前是Fudan University微电子学院的副院长,很长一段时间以来都参与研究新材料,新设备和新的集成电路流程。
周彭在福丹大学和博士学位学习。她从2005年的Herdoctor冠军毕业后留在学校,并于2013年成为教授。
医生的主管Liu Chunsen毕业于Zhou Peng教授。 2019年毕业后,他留在学校参加博士后研究,并自2021年7月以来担任年轻研究员。
在这个项目中,周彭和刘·春森是相关的作者,刘·春森也与Yutong Xiang和Chong Wang合作。
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