Entwurf und Applikation von Hochtemperatur-EEPROM-Speicherzellen in einer SOI-Technologie

Die vorliegende Dissertations-Schrift beschreibt die Entwicklung einer EEPROM Speicherzelle für den Einsatz im erweiterten Temperaturbereich. Es wird zunächst eine Übersicht über die verschiedenen Halbleiter-Speichertypen gegeben, darauf basierend erfolgt die Vorauswahl geeigneter Speicherarten. Im Anschluss daran wird eine geeignete Fertigungstechnologie ausgewählt und ausführlich beschrieben. Der Speicher wurde in einer SOI-Technologie entwickelt, die besonders gut für den Einsatz bei hohen Temperaturen geeignet ist. Für den Zellentwurf der Speicherzelle selbst wurde zunächst eine vorhandene Lösung des Fraunhofer IMS Duisburg analysiert und anschließend mehrere Möglichkeiten zur Verbesserung untersucht. Es konnte eine deutlich Flächenreduktion für die Speicherzelle erreicht werden. Für den Speichertransistor wurde ein Simulationsmodell für die Schaltungssimulation entwickelt, welches zunächst bei der Auswahl des optimalen Zellaufbaus und anschließend bei dem Entwurf eines Demonstrator-Speicherblocks eingesetzt wurde. Der Demonstratorschaltkreis wurde aufgrund technologischer Restriktionen ohne Hochvolttransistoren in den Peripherieschaltreisen aufgebaut, hierfür wurden neue schaltungstechnische Lösungen gefunden. Messungen an einzelnen Bauelementen und am Demonstratorschaltkreis belegen die Funktionsfähigkeit der entwickelten Zelle, sowie der Peripherieschaltkreise.