همانطوریکه می دانیم امروزه بشر در عصر ارتباطات و تکنولوژی به حافظه برای تجهیزات مختلف نیازمند است . یکی از انواع حافظه ها DRAM یا Dynamic Random memory می باشد که این DRAM ها مصارف مختلفی دارند از جمله در Computing ، infrastueture ، Entertainment و infocom و جاهای دیگر صنعتی.
برای ساخت DRAM در تکنولوژیهای مختلفی استفاده شده است که ما در اینجا از ساده ترین DRAM ها شروع می کنیم که از یک ترانزیستور و خازن و AMP استفاده شده است و به ساختار DRAM های 1k و 4k و 16k و ... می پردازیم . و نهایتاً یکی از تکنولوژیهای جدیدی که در ساخت DRAM ها بکار رفته است را شرح می‌دهیم . این تکنولوژی های ساخت DRAM با استفاده از SO1 (Silicon on islatnr) می باشد .
بنابراین بطورکلی این روژه از 2 قسمت تشکیل شده است . قسمت اول آن مربوط به توضیح راجع به DRAM ها (از جهات مختلف) و مقایسه و کاربرد آنها و ... می باشد و قسمت دوم پروژه مربوط به توضیح راجع به تکنولوژی SO1 و کاربرد آن در DRAM می باشد .
شرح پروژه :
قسمت اول , ساختمان و خصوصیات DRAM :
DRAM در واقع مخفف Dynamic Random Access Memory است که حالت ساده آن به شکل زیر است که از یک ترانزیستور ساده و خازن و یک AMP تشکیل شده است .
DRAM ها دارای خصوصیاتی از جمله Read و Write هستند . اساس سلول DRAM از نظر Cross-Section و Layout در شکل زیر مشخص است و عیب این روش area می باشد . علاوه بر این ، 2 خصوصیت عمده از DRAM ها ذکر شده است که عبارتند از :
1-Stacked cell(Expand up) : طبق شکل
2-Trench cell(Expand Down) : طبق شکل
همانطوریکه گفته شد DRAM می تواند عمل Read و Write را انجام دهد .
برای عمل write باید bitline یا در حالت high باشد یا low و word line باید از موقعیت high باشد .
اما برای عمل Read bitline در وضعیت precharge است تا ولتاژ halfway شود (یعنی حالت high و Low) و باز هم Word Line در وضعیت high است .
در DRAM یک AMP حسی داریم که وضعیت charge را آشکار می کند و این Charge به خازن وابسته است .
توجه به این نکته ضروری است که DRAM ها به refresh نیاز دارند (برعکس SRAM ها) زیرا دارای جریان نشتی هستند . همچنین آدرسها در DRAM به 2 قسمت تقسیم می شود :
1-RAS (Row Access Strobe)
2-Cas (Column Access Strobe)
پارامترهای کلیدی Timing در یک DRAM :
1- : کمترین زمان از Ras Line تا یک دیتای خروجی معتبر و با ارزش که این زمان مثلاً برای یک 4Mb DRAM حدوداً 60ns است .
2- : کمترین زمان از شروع یک row Access تا شروع بعدی که این زمان برای یک 4Mbit DRAM با تقریباً است .
3- : کمترین زمان از CAS Line تا یک دیتای خروجی معتبر و با ارزش که این زمان برای DRAM 4Mb با حدود است .
4- : کمترین زمان از شروع یک Column Access تا شروع بعدی است . که این زمان هم برای یک 4Mbit DRAM با حدود است .
طراحی DRAM :
در شکل ها row address و Column address و RAS و CAS و data out
مشخص است کلاً Cycle time یا سرعت تکرار از زمان دسترسی یا access time بزرگتر است و این مقادیر حدود و هستند . این data در خازنهایی ذخیره می شوند که نشتی دارند و باید هر refresh شوند . اما مشکلی که DRAM دارد اینست که با افزایش تراکم و چگالی (density) پهنای باند افزایش نمی‌یابد .