1G NOR型闪存芯片设计开发取得重要进展

随着信息技术的大规模发展,高速大规模数据存储设备的需求也逐步提高。浮栅工艺闪存芯片以其速度快,集成度高的优点受到广泛关注。开发大存储容量NOR型闪存技术是该领域研究的重要内容。近期中国科学院微电子研究所的刘明研究员课题组设计开发了一款基于65nm工艺的1G NOR型浮栅闪存芯片。这款芯片具有1Gb的存储容量,小于50ns的读取时间,可以直接应用于计算机、数据通信网络等系统中。

设计开发此款NOR型闪存芯片,主要难点在于存储器件的稳定性和电学特性的研究;合理的存储地址和空间分配;有效的位线字线寄生参数的估算;读取通路的精确优化;和存储算法的优化创新。在此芯片中,为了克服大容量闪存的读取速度降低的难题,芯片设计团队改进了灵敏放大器(SA)中的预充模块,采用轮流交替的时序分段预充不同地址的SA模块,降低了读取时的尖峰电流,提高电路稳定性和速度。设计团队在对工艺的寄生参数进行精确模拟和分析后,采用了更为优化的版图布局布线方案,减小了关键路径的寄生效应,提高了大容量数据访问的速度。同时,采用了一种新型的电荷泵(charge pump)结构,提高其驱动能力和稳定性。采用优化技术的1Gb容量NOR型浮栅闪存芯片,编程时间为us级别,随机读取时间为50ns,工作电压为3.3V,器件耐久性达到100K次循环,持久性大于10年。该存储芯片技术具有速度快,兼容性高,存储容量大的优势,可在多种系统中广泛应用。相关技术已经由中国科学院微电子研究所申请了专利。