Обоснование выбора площади запоминающей ячейки. Расчет соотношения емкостей

Как известно, для запоминания информации в запоминающих устройствах используются специальные транзисторы. Массив, состоящий из таких транзисторов, называется накопителем. Накопители бывают различных объемов от нескольких бит до сотен килобит. ЭСППЗУ в телевизорах седьмого поколения обладает объемом накопителя в 16К, где К=1024 бита. 16К является достаточно большим объемом и с точки зрения технологии изготовления накопитель по занимаемой площади будет самым большим. Чтобы уменьшить размеры накопителя необходимо иметь как можно меньшую запоминающую ячейку. На сегодняшний день существует несколько вариантов запоминающей ячейки. Один из них представлен на рисунке 5.2.1 Но малой площади ячейки еще не достаточно. Для нормальной работы ячейки надо знать соотношение емкостей. Одна емкость между двумя слоями поликремния С1, другая – сумма емкостей С2: инжектора, подзатворного окисла, N+- стока, толстого окисла. От этого отношения зависит работа всей ячейки, то есть будет ли происходить стирание, запись, считывание информации.

Рассчитаем соотношение емкостей для нескольких ячеек, то есть для ячеек имеющих разную общую площадь. В нашем распоряжении имеется ячейкис площадью 64, 76 и 90 мкм2 . Первым рассмотрим отношение емкостей для ячейки с площадью 64 мкм2. Значение емкости рассчитывается по формуле

(5.39)

где S – площадь поверхности объекта,

d – расстояние между поверхностями объекта,

ε – диэлектрическая проницаемость объекта,

ε0 – относительная диэлектрическая проницаемость объекта.

Для простоты вычислений заменим параметр d на его обратную величину – а. Далее, для вычисления отношения не будем использовать произведение относительной диэлектрической проницаемости и диэлектрической проницаемости и поэтому формула (5.18) преобразуется в С=S а. Итак, емкость С1будет равна 18,42, если S=19?025 и а=0,968. Емкость С2 складывается из емкостей инжектора С3, емкости подзатворного окисла С4, емкости N+ стока С5 и емкости на толстом окисле С6. Суммарная емкость выражается формулой

С2=С3+С4+С5+С6 (5.40)

Определим емкость инжектора зная, что S=1 мкм2 и а=4,25, получим С3 равным 4,25. Площадь подзатворного окисла равна 5,325 мкм2 и а=1,36. В итоге получим, что емкость С4 подзатворного окисла равна 7,74. Площадь N+ стока S=3мкм2 и а=1,36. Емкость С5 равна 3,69. Емкость С6 на толстом окисле составит 0,576, если S=11,46 мкм2 и а=0,05. Отношение С1 к С2 составит 1,17.

Теперь приведем расчет для ячейки площадью 76 мкм2. Площадь поверхности поликремния S=24,185 мкм2 и а=0,968. Емкость С1 равна 23,41. Далее проведем аналогичный расчет емкостей С3, С4, С5, С6, зная, что площадь инжектора равна 4,25 мкм2, площадь подзатворного окисла – 5,325 мкм2, площадь N+ стока – 4,6 мкм2, а площадь на толстом окисле – 15,38 мкм2. Параметр а остался прежним, так как не изменилась толщина окмслов. Итка, С3=4,25; С4=7,24; С5=3,69; С6=0,769. Отношение С1 к С2 составит 1,46.

Для ячейки площадью 90 мкм2 приведем только рассчитанные значения емкостей и отношение С1 к С2. С3, С4, С5, С6 равны соответственно 4,25; 7,39; 3,69; 1,103. Отношение С1 к С2 составило 1,8.э

Из вышепрведенных расчетов видно, что с увеличением площади ячеек растет соотношение емкостей.

При моделироании этих трех видов ячеек оказалось, что при стирании информации в ячейке с площадью 90 мкм2 не открывается транзистор. Значит, эта модель ячейки нам не подходит. При дальнейшем моделировании ячейка с площадью 64 мкм2 показала очень хорошие результаты, тро есть при стирании информации ячейка срабатвала , причем количество циклов стирания было в пределах десятков тысяч.

Советуем почитать:

Расчёт спиральной антенны круговой поляризации
спиральная антенна круговая поляризация Антенна является необходимой частью любой радиотехнической системы. Антенны классифицируются по многим признакам и параметрам. По направленнос ...

Технология изготовления ваттметра
Производственный процесс представляет совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта РЭА. Технологический проц ...

Микропроцессорная система управления скоростью вращения двигателя постоянного тока
Одной из характерных особенностей нынешнего этапа научно-технического прогресса является все большее применение микроэлектроники. Особое внимание в настоящее время уделяется внедрению ми ...

Меню



© 2015 TechExternal