IEDM 2012 Selbstheilender Flash-Speicher

Forscher von Macronix International haben ein selbstheilenden Flash-Speicher entwickelt, wodurch Flash-Speicher möglich sein sollen, die Schreibzyklen von über 100 Mio. P/E-Zyklen vertragen können.

Bei jedem Schreibvorgang wird das Tunnel-Oxid im Flash beschädigt, wodurch die Anzahl der Schreibzyklen begrenzt sind. Es wurde bereits seit geraumer Zeit davon ausgegangen, dass mit einer Erwärmung der Bausteine diese Beschädigungen wieder behoben werden könnten. Aber ob das der Fall ist oder nicht, konnte nicht in Echtzeit getestet werden, denn im ersten Ansatz war von einer Erwärmung von außen ausgegangen worden und da hat sich gezeigt, dass die Bausteine keine Temperaturen von 400 °C vertragen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die maximale Temperatur, denen der Baustein ausgesetzt sein kann, nicht über 250 °C liegen darf. Bei solch einer niedrigen Temperatur müssten die Bausteine aber mindestens 10 Minuten der Wärme ausgesetzt sein, um überhaupt eine Verbesserung zu erreichen. Hinzu kam noch, dass bei diesen niedrigen Temperaturen und der langen Einwirkzeit die Ergebnisse auch nicht wirklich befriedigend waren: die Verbesserung der Schreibzyklen lag unter einem Faktor von 10.

Jetzt haben die Entwickler bei Macronix aber einen Weg gefunden, doch mithilfe von Wärme einen selbstheilenden Flash-Speicher zu entwickeln. Aber in diesem Fall nicht mit einer Heizung, die von außen den Baustein erwärmt, sondern mithilfe einer in den Flash selbst integrierten Heizung. Diese erhitzt den Baustein für Millisekunden lokal auf über 800 °C. Diese Millisekunden reichen aus, um die Beschädigungen des Tunnel-Oxids auszumerzen. Und damit konnten die Schreibzyklen auf über 100 Mio. bei gleichzeitig langem Datenerhalt erhöht werden.