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利用強置位脈衝增大多晶的晶顆尺寸

將TSOP封裝的128MbitPRAM放入市售的回流爐進行評估

　　台灣旺宏電子（Macronix International）與美國IBM的聯合開發團隊，在“2011 Symposium on VLSI Technology”上，發表了避免保存在相變存儲器（PRAM）中的數據在無鉛回流焊工序中被消除的技術（論文編號5B-3）。試驗採用封裝好的90nm工藝128MbitPRAM，在回流焊之後，數據仍保持完好。

　　PRAM作為嵌入系統的代碼存儲器件，有望取代NOR閃存等。NOR閃存一般是在事先寫入系統代碼（程序）後，通過表面封裝工藝封裝到主板上，再進行245～260℃的回流焊。但是，PRAM在回流焊工序中存在著熱量會導致代碼消失的課題。因為PRAM的存儲單元使用的GST膜在約175℃的低溫下會開始由非晶態變成多晶態。現在的PRAM需要在封裝後寫入代碼，這成為阻礙PRAM普及的因素之一。

　　此次為避免回流焊時的熱量導致多晶（置位）態單元與非晶（復位）態單元之間的電阻差消失，採用強置位脈衝增大了多結晶的晶粒尺寸。其結果，即使非晶（復位）態單元因回流焊時產生的熱量而部分變成多晶態，仍能與置位態相區別。

　　實驗中，在250℃下加熱90nm工藝128MbitPRAM15分鐘後進行確認。結果證實，置位態和復位態單元的電阻值分佈在加熱後也明顯分離。電阻值之差（存儲窗口）為35kΩ。另外，將72端子TSOP封裝的128Mbit PRAM放入市售的回流爐，以標準無鉛焊用溫度曲線加熱，結果電阻值之差充分拉開到了40kΩ。

　　雖然以前也曾設想過採用強置位脈衝提高回流焊耐性，但因需要將晶粒尺寸大的多晶還原到非晶態，因此擔心會導致復位電流會增大。因為PRAM本來就存在復位電流大的問題。而在此次實驗中，據稱復位電流只增加了10％左右。