Meilensteine der Speichertechnologien

Halbleiterpionier George Perlegos wird für sein Lebenswerk ausgezeichnet

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5-V-EPROM (Intel, 1976)

In ihrer Frühzeit benötigten EPROMs drei Versorgungsspannungen (-5 V, +5 V und +12 V), sodass eine ganze Reihe externer Stromversorgungen erforderlich war. Perlegos nutzte eine selbstjustierende Polysilizium-Gatestruktur und die Ionenimplantation im Kanal zur Verstärkung der Kanalinjektion, wodurch der Betrieb nur mit 5 V möglich wurde. Der 5-V-Baustein 2716 von Intel kam ohne die zusätzlichen Bauteile aus, was kleinere und kostengünstigere Endprodukte ermöglichte. Auch das Systemdesign wurde einfacher, und batteriebetriebene Produkte wurden auf einmal realistisch.

Byteweise löschbares 16-KBit-EEPROM für 10.000 Lösch-Schreib-Zyklen (Intel, 1978)

Frühere nichtflüchtige Datenspeicher waren klein (< 1 KBit) und konnten nur wenige Male gelöscht und neu programmiert werden. Gestützt auf die Vorarbeit von Dawon Kahng (Bell Labs, Patent Nr. 3.500.142), nutzte Perlegos zum Programmieren und Löschen die zweilagige Poly-Stack-Gate-Technologie und das Durchtunneln sehr dünner Oxidschichten (< 100 Å) zur Entwicklung des nichtflüchtigen 16-KBit-Datenspeichers 2816 von Intel. Erstmals konnten einzelne Bytes umprogrammiert werden, ohne stets große Speicherblöcke zunächst löschen und anschließend neu programmieren zu müssen.

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Dank der Endurance von 10.000 Lösch-Schreib-Zyklen kamen lokale Datenspeicher ohne Stützbatterie aus. Da ferner die Löschung nicht mehr mit UV-Licht erfolgen musste, ließ sich das Gehäuse des Speichers kleiner machen, und die Löschung war im eingebauten Zustand möglich.

Fortan konnten sich portable elektronische Systeme im Feld selbst aktualisieren, was das Wachstum tragbarer elektronischer Geräte erheblich vereinfachte und beschleunigte.

In-System-programmier- und löschbares 5-V-EEPROM (SEEQ, 1981)

Die EEPROMs der ersten Generation benötigten hohe Spannungsimpulse von +12 V zum Löschen und Programmieren, was eine zusätzliche Stromversorgung im System erforderlich machte. Bei SEEQ Technologies nutzte Perlegos Oxinitrid-Dielektrika und einen integrierten Spannungsvervielfacher, um ohne externe 12-V-Versorgung auszukommen und die Tunnelprogrammierung mit der +5-V-Versorgung zu erlauben. Diese Fortschritte machten das Systemdesign einfacher und senkten den Leistungsbedarf für die Programmierung, was kleinere Batterien und niedrigere Kosten ermöglichte. Diese Bausteine sind nach wie vor in Gebrauch – in der Flash-Speicher-Industrie und in praktisch jedem eingebetteten Steuerungssystem, Smartphone, Laptop, Auto, IoT-Gerät usw.

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