TwinFlash-Technologie ermöglicht kosteneffektive und platzsparende, nichtflüchtige Speicher Blitzartiges Gedächtnis

Infineon Technologies Flash, ein Joint Venture zwischen Infineon Technologies und Saifun Semiconductor, hat mit der Entwicklung der TwinFlash-Technologie die Stärken beider Unternehmen kombiniert: Saifuns spezielle NROM-Technologie und Infineons Kompetenz in der DRAM-Fertigung. Das erste Mitglied dieser neuen Flash-Familie ist ein 512 Mbit großer NAND-kompatibler Baustein.

TwinFlash-Technologie ermöglicht kosteneffektive und platzsparende, nichtflüchtige Speicher

Infineon Technologies Flash, ein Joint Venture zwischen Infineon Technologies und Saifun Semiconductor, hat mit der Entwicklung der TwinFlash-Technologie die Stärken beider Unternehmen kombiniert: Saifuns spezielle NROM-Technologie und Infineons Kompetenz in der DRAM-Fertigung. Das erste Mitglied dieser neuen Flash-Familie ist ein 512 Mbit großer NAND-kompatibler Baustein.

Dank der starken Nachfrage nach Produkten wie Digitalkameras, Camcorder, PDAs, Mobiltelefonen, USB-Drives, MP3-Spielern, Spielekonsolen, digitalen Videos, Settop-Boxen etc. boomt der Markt für Flash-Speicher. Flash-Bausteine stellen die bevorzugte Lösung für das nichtflüchtige Speichern von Programmen und Daten in mobilen Produkten dar. Als On-Board-Speicher oder als platzsparende Speicherkarten überwinden die nichtflüchtigen Flash-Speicher viele Einschränkungen, die optische und magnetische Datenspeicher aufweisen. Gleichzeitig sind Flash-Speicher robust, haben eine niedrige Leistungsaufnahme und weisen keine beweglichen Teile auf. Das alles macht sie zur perfekten Lösung für mobile Geräte. Flash-Speicher wurden traditionell zum Speichern von Programm-Code genutzt, mittlerweile sind sie aber auch in immer mehr Anwendungen die bevorzugte Lösung zur nichtflüchtigen Datenspeicherung.

Single- bzw. Multi-Level-Zellen und Multibit-Zellen

Flash-Implementierungen lassen sich in Single-Level-Zellen (SLC), Multi-Level-Zellen (MLC) und Multi-Bit-Zellen (MBC) – auch TwinFlash-Zellen – unterteilen (Bild 1).

SLC-Flash-Bausteine nutzen die Speicherzellen ähnlich wie ein EEPROM, aber die Oxidschicht zwischen Floating-Gate und Source ist dünner. Die Programmierung des Speichers erfolgt über das Laden von Elektronen auf das Floating-Gate. Die gespeicherte Ladung kann elektrisch über die Source gelöscht werden. Mit diesem Ansatz lässt sich ein einziges Informationsbit (1 = gelöscht und 0 = programmiert) speichern. Mit 1 bit pro Zelle sind eine schnelle Programmierung und ein schnelles Lesen möglich. Da dieser Ansatz durch eine relativ geringe Siliziumeffizienz begrenzt ist, wird die Skalierung dieser Single-Bit-Bausteine durch Fortschritte in der Prozesstechnologie vorangetrieben.

Mit MLC-Flash-Bausteinen ist eine Speicherung von zwei Informations-Bits in einem einzigen Transistor möglich, indem mehrere diskrete Ladungsniveaus des Floating-Gate unterschieden werden können. Die Programmierung einer Zelle und das Lesen müssen allerdings genau gesteuert werden, um die vier in Beziehung stehenden Ladungsniveaus innerhalb eines einzigen Transistors zu erreichen. Dieser Ansatz mit vier Ladungsniveaus pro Zelle liefert moderate Lese-/Schreibgeschwindigkeiten und braucht eine optimierte Leseschaltung zur genauen Bestimmung des Ladezustands der Zelle.

MBC-Flash-Bausteine – wie die TwinFlash-Zelle – speichern die Ladungen (Bits) unabhängig voneinander an verschiedenen Positionen innerhalb der Zelle in einem einzigen Transistor. Die an jedem Ende der Zelle abgespeicherten Ladungen können unabhängig voneinander gelesen, programmiert und gelöscht werden. Ein MBC-Flash mit zwei unabhängigen Bits pro Zelle zeichnet sich durch eine sehr kostengünstige Struktur, durch schnelles Programmieren/Lesen und eine hohe Dichte aus.