第520章 發明MLC閃存技術

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    曹玉暖的連續提問讓會議室裏氣氛熱烈起來,大家都覺得既然一個博士實習生提出的問題胡一亭都耐心解答,那自己提一兩個深奧些的問題也不算丟人吧。

    在這種心態下大家也變得放鬆起來,一個個問題接踵而至,胡一亭對此也都毫不厭倦,一一耐心作答。

    在回答了二十多個問題以後,眾人對胡一亭的技術底蘊和知識深度有了直觀認識,大家終於明白,胡一亭的技術背景已經不能用成熟來形容,簡直可以稱得上博大精深!

    成光所馬佳光所長在會議桌旁安靜地聽著,心中驚異莫名,一係列問題之後,他清楚地認識到,胡一亭這種水平完全可以媲美西方頂級半導體實驗室首席科學家的程度,沒有十幾年的製程與芯片設計功底,根本不可能對這麽多問題舉重若輕,對這麽多技術案例信手拈來,他對製程工藝的掌握和對製程設備的理解,可以說高於國內自己見過的所有專家!

    “天才難道就是這樣的嗎?他才18歲啊……我18歲的時候在幹嘛呢……難道胡一亭是從小就在半導體實驗室裏泡大的不成?實在是無法解釋啊……”

    胡一亭說的口幹舌燥,眼看著大家的問題告一段落,便低下頭繼續翻動自己做的PPT。

    “嗯,接下來我給大家講一下,這是我發明的一個新技術。”

    一聽說又有新技術要誕生了,在座的科學家和工程師們立刻豎起了耳朵,生怕漏過一絲信息。

    胡一亭指著投影屏幕道:“這是我做的關於存儲器技術發展的一個路線圖,大家可以看到,從存儲器誕生以後,出現了揮發性存儲器和非揮發性存儲器,其中非揮發性存儲器的地位越來越重要,從1970年誕生了以浮空多晶矽柵為基礎的可擦除隻讀存儲器EPROM之後,國際上的存儲半導體技術並沒有絲毫裹足不前,而是正在不斷加速前進。

    EPROM需要從係統上取下後暴露於紫外光下進行擦除,且每次擦除都完全抹去所有信息,這樣使用很不方便,目前已經逐漸退出市場。它的替代物是後來出現的電可擦除EEPROM,從此存儲器就實現了在電路中靈活編程。

    之後在EEPROM的基礎上,又發展出了快閃存儲器Flash-memory,比起每次隻能操作單字節擦除的EEPROM,Flash-memory可以允許同時擦除全部陣列單元的存儲信息,因此目前圍繞Flash-memory技術的開發,國際上已經形成了一股潮流,科技界對於這一器件的未來非常看好,西方各大廠商都試圖在這一領域取得技術突破。

    目前來說,國際上認為,隻有不斷在製程線寬上做文章,才能把閃存做的更大,因為芯片麵積想要做大難度很高,麵積增加帶來的成本上升曲線是陡峭的,非常劃不來,所以隻有采用最先進的線寬才能在同樣大小的閃存顆粒上集成更多的存儲單元。

    但是我們應該明白,製程線寬的提升是很慢的,按照摩爾定律的升級速度,晶體管數量要18個月才能翻翻,也就是說閃存芯片的容量被摩爾定律鎖住了。

    這是不可以接受的!

    至少對於我們這些搞技術的人來說是無法接受的!我們決不能被摩爾定律捆住手腳。”

    此言一出,大家都愣住了,心說你胡一亭是牛,這我們承認,可你要挑戰摩爾定律,這大話可就說的太離譜了,不提高線寬的前提下,你就是把設計做出花來,晶體管數量也還是那麽多,怎麽可能提高存儲容量呢?

    胡一亭知道大家的困惑,繼續道:“其實方法是有的,我今天要介紹的就是我思考出的一種突破閃存容量上限的新技術。”

    胡一亭切換PPT圖片,“目前國際上有些專家也對此闡述過一些技術,我總結下來有三種,一種是質子非揮發性存儲器;第二種是納米存儲器;第三種是單電子存儲器。

    我想說的是,這些都不靠譜,至少三十年內看不到商業應用的前景,因為無論從材料學還是從工程學角度,這些目前都是科幻小說裏才能實現的技術,實驗室裏進行少量晶體管質子存儲實驗,或者用一兩個碳納米管驗證可存儲性能,或者用精密儀器實現單電子操縱,這都可以,但一到工程上就行不通了,大麵積的工程應用做不出來就等於白說,現在誰都不知道要用怎樣的設備和工藝去進行大規模製造,所以我們不要去考慮這些概念。”

    胡一亭繼續切換PPT,“目前我們能做的隻有繼續在Flash-memory技術上進行發展,繼續依靠半導體器件的電荷俘獲原理,通過改進傳統的浮柵結構,發展與普通邏輯工藝相兼容的新技術。

    我個人這次發明的這種新技術,我稱之為Multi-Level-Cell,簡稱MLC,而傳統Flash-memory閃存工藝我稱之為Single-Level-Cell,簡稱SLC。

    顧名思義,這兩者區別在於傳統SLC是單層式存儲,而我發明的MLC技術是多層式存儲。”

    胡一亭說完,整個會議室騷動起來,大家的興趣完全被他調動起來。

    趙赫激動道:“胡總,這個多層存儲究竟是怎麽回事?是不是把兩個芯片疊在一起做封裝?這要怎麽搞?”

    胡一亭笑道:“別急別急,我這就說,但不是你想的那樣,pop疊層封裝工藝並不能降低閃存成本,兩片顆粒疊加封裝隻能增加單芯片容量而已,價格也隻會更加昂貴,和我說的MLC構造是兩碼事。”

    說著胡一亭切了一張自製的PPT,開始對著自己昨晚鬼畫符般做出的簡圖介紹起MLC構造的特點來。

    “大家看啊,這個多晶矽柵下麵是三層絕緣薄膜,這三層薄膜分別是隧穿氧化層、氮化矽、屏障氧化層,其中氮化矽具有極高的電子陷阱密度,可以捕獲電子,達到存儲電荷的目的,帶電就是1,不帶電就是0,這是常識了。

    我們都知道半導體中有兩種載流子,一種是電子,一種是空穴,我們在對單元進行寫入操作時,采用熱電子注入法,將熱電子注入溝道邊緣的氮化矽,這樣就完成了寫入過程。在作擦除時,利用價帶間的空穴,將空穴注入溝道邊緣的氮化矽,消除電荷,就完成了擦除。

    接下來我說關鍵點,大家看圖,由於氮化矽的絕緣性,熱電子效應產生的電子隻能被注入並限製在溝道邊緣,這樣一來,兩側溝道一旦全部帶電就是11,全部不帶電就是00,可我們一旦把兩側溝道其中一側進行單獨擦除,就會出現四種情況,一種是01,一種是10,於是我們就在不進行複雜工藝改變的前提下,讓現有的Flash-memory容量增加了一倍!”

    胡一亭對著圖片解釋完之後,會議室裏一片嘩然,科學家工程師們先是麵麵相覷,隨即手足無措,接著便開始坐立不安,最後全都開始叫好稱讚起來,甚至有人開始鼓掌。

    其中趙赫更是歡喜的抓耳撓腮,他已經被胡一亭勾引的失去了理智,急忙道:“胡總你太神了,你這是怎麽想出來的!這可是專利啊!是重光的專利啊!我們得趕緊實驗!趕緊寫論文申請專利!”

    曹玉暖也歡喜的鼓起了掌:“胡一亭你的設想太完美了!我覺得可行!真的可行!這個路子怎麽以前就沒人想到呢!你真是天才!我就知道你是最棒的!”

    胡一亭看著大家的興奮勁,心想這哪是我想出來的啊,這是以色列saifun公司搞出來的SONOS-Falsh技術,被英特爾在97年9月正式公布並申請專利,同時應用到他們的閃存產品中的設計,自己不過是拾人牙慧罷了。而且今後自己還將拿出另一種多電壓控製柵極多層注入電荷技術的MCL產品,徹底統治MLC閃存專利市場,直到把閃存技術推向TLC和3D-NAND製程!

    這時奚龍山突然開口問道:“胡總,我有個問題,你這麽一搞,的確讓一個存儲單位可以承載四個信息,比以前翻了一倍,可接下來怎麽讀取呢?”

    胡一亭笑了起來:“這四種情況的電壓是不同的呀,我們隻要設計出一套解碼電路,用於讀取並解析數據就行,根據我的初步設計,可以把0.5V-2.5V設定為11,2.5V-4V設定為10,4V-5.5V設定為01,5.5V到6V設定為00,具體的解碼電路設計我已經有了腹稿,這款芯片的初步設計我已經胸有成竹,上周我已經把SLC芯片設計改良完成,本周我就把這款MLC的芯片設計拿出來,下周就能進行製程工藝流程的設計,最晚月底,我們就對這款MLC進行第一次工程流片!”

    說完胡一亭意氣風發,高高舉起右手指著天花板:“我告訴大家!重光將成為世界上第一家采用MLC技術的閃存設計企業!重光的專利將永載史冊!而這項專利必將讓我們得以擺脫目前所受的英特爾和東芝的閃存專利束縛,抵消我們需繳納給國際閃存技術聯盟的專利費!並很有可能反過來賺他們的錢!”

    奚龍山驚訝的合不攏嘴,上唇哆嗦著,輕聲感慨道:“胡總……真神人也……”(m.101novel.com)