Hintergrund
Die wichtigsten Faktoren für Speicher in jeder Art von Anwendung sind: schnelle Lese-/Schreib- und Löschzeiten, Speicherdichte, Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und Kosten. DRAMs sind schnelle und langanhaltende Speicher, aber die Daten müssen nach spätestens 10 MS aufgefrischt werden. FLASH-Speicher können Daten für 10 Jahre ohne Auffrischung speichern, sind aber 1000 Mal langsamer als DRAM und zeigen eine schlechte Haltbarkeit von etwa 1 - 10 Millionen Zyklen.
Technische Beschreibung
Die Erfindung ist eine auf Halbleiter-Nanostrukturen basierende nichtflüchtige Speicherzelle, die das Beste aus DRAM und Flash-Speicher bietet: Langzeitspeicherung mit Schreibgeschwindigkeiten fast so schnell wie DRAM. Ein essentieller Unterschied zum normalen Flash-Speicher ist, dass durch die Veränderung der Barrierehöhe durch Änderung der Vorspannung im Verarmungsbereich, die QDs geladen oder entladen werden können, vergleichbar einem Schreib- oder Leseprozess.
Die Energielevel von QDs sind mit maximal 2 Trägern gefüllt. Die QDs sind im Verarmungsbereich des p - n Übergangs einer spezifischen Heterostruktur von Typ II verortet, so dass nur Löcher in den QDs gespeichert werden. Lesen/ Löschen ist durch Tunnelung ermöglicht. Der Schreibmechanismus ähnelt dem eines DRAM.
Anwendungsmöglichkeiten
Die Erfindung ist dazu geeignet sowohl FLASH, als auch DRAM zu ersetzen und ermöglicht eine viel einfachere, kostengünstigere Computerarchitektur.
Die Abbildung zeigt a) das Schreiben und b) der Löschvorgang in einer QD-basierten Speicherzelle
