Memoria flash subnanosegundo habilitada por inyección de soporte caliente mejorada en 2D

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería eléctrica
• Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• Las tecnologías de memoria no volátil, particularmente la memoria flash, enfrentan limitaciones en la velocidad de programación, lo que dificulta los avances en la computación de alto rendimiento y el almacenamiento de datos.
• Las memorias flash no volátiles existentes luchan por cumplir con el requisito de velocidad de programación de subnanosegundos, un punto de referencia cumplido por la memoria de acceso aleatorio estática volátil.
• Las tecnologías de memoria emergentes están explorando nuevos materiales y la física para superar el cuello de botella de velocidad inherente a las soluciones de memoria no volátiles actuales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un dispositivo de memoria no volátil capaz de alcanzar velocidades de programación inferiores a un nanosegundo.
• Para investigar una memoria flash de canal de grafeno Dirac bidimensional (2D) utilizando un mecanismo de inyección de portador caliente mejorado en 2D.
• Para demostrar que los materiales 2D avanzados pueden permitir que la memoria no volátil supere a la memoria volátil de alta velocidad.

Principales métodos:

• Fabricación de un dispositivo de memoria flash de canal de grafeno Dirac en dos dimensiones.
• Implementación de un mecanismo de inyección de soporte caliente mejorado en dos dimensiones para la programación.
• Caracterización de la velocidad de programación, la capacidad de almacenamiento no volátil y los ciclos de resistencia.
• Análisis de la distribución del campo eléctrico y de la corriente de inyección en el canal del cuerpo delgado.
• Investigación de la inyección de agujero caliente en el deselenido de tungsteno bidimensional.

Principales resultados:

• La memoria flash de canal Dirac desarrollada logró una velocidad de programación de 400 picosegundos.
• El dispositivo demostró un almacenamiento no volátil robusto y una resistencia superior a 5,5 × 10 ^ 6 ciclos.
• La optimización del canal de cuerpo delgado mejoró la distribución horizontal del campo eléctrico (Ey), mejorando la eficiencia del programa.
• La corriente de inyección alcanzó 60.4 pA μm−1 en VDS = 3.7 V.
• El diselenuro de tungsteno bidimensional exhibió un comportamiento de inyección de agujero caliente distinto y mejorado bidimensionalmente.

Conclusiones:

• La nueva memoria flash bidimensional de canal de grafeno de Dirac supera con éxito las limitaciones de velocidad de la memoria no volátil convencional.
• El dispositivo alcanza velocidades de programación de subnanosegundos, que coinciden con el rendimiento de la memoria de acceso aleatorio estática volátil.
• Este trabajo destaca el potencial de los materiales bidimensionales y los mecanismos avanzados de inyección de soporte caliente para la memoria no volátil de alta velocidad de próxima generación.