dram|中科院与华为海思在DRAM芯片领域,取得重要进展!

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导读:7月5日 , 中科院微电子所发布和华为海思在DRAM领域的共同研究成果 。

图:关键尺寸(CD)50nm的IGZO-CAA FET的截面电镜图
DRAM是存储器领域最重要的分支之一 , 大家日常电脑中的内存 , 以及手机的运行内存 , 比如4G、6G、8G等 , 都是DRAM芯片 。 【dram|中科院与华为海思在DRAM芯片领域,取得重要进展!】随着尺寸微缩 , 传统1T1C结构的DRAM的存储电容限制问题以及相邻存储单元之间的耦合问题愈发显著 , 导致DRAM进一步微缩面临挑战 。 基于铟镓锌氧(IGZO)晶体管的2T0C-DRAM有望克服1T1C-DRAM的微缩挑战 , 在3D DRAM方面发挥更大的优势 。
但目前的研究工作都基于平面结构的IGZO器件 , 形成的2T0C单元尺寸(大约20F2)比相同特征尺寸下的1T1C单元尺寸(6F2)大很多 , 使得IGZO-DRAM缺少密度优势 。

图:关键尺寸(CD)50nm的IGZO-CAA FET的转移输出曲线
针对平面结构IGZO-DRAM的密度问题 , 微电子所重点实验室刘明院士团队与华为海思团队联合在2021年IEDM国际大会报道的垂直环形沟道结构(Channel-All-Around CAA)IGZO FET 的基础上 , 再次成功将器件的关键尺寸(CD)微缩至50nm 。
微缩后的IGZO FET具有优秀的晶体管特性 , 包括约32.8 μA/μm的开态电流(Vth + 1 V时)和约92 mV/dec的亚阈值摆幅 。 同时 , 器件在-40 ℃到120 ℃的温度范围内表现出了良好的热稳定性和可靠性 。

该研究成果有助于推动IGZO晶体管在高密度3D DRAM领域的应用 。 基于该成果的文章“Vertical Channel-All-Around (CAA) IGZO FET under 50 nm CD with High Read Current of 32.8 μA/μm (Vth + 1 V) Well-performed Thermal Stability up to 120 ℃ for Low Latency High-density 2T0C 3D DRAM Application”入选2022 VLSI , 且获选Highlight文章 。
微电子所博士生段新绿和华为海思黄凯亮博士为共同第一作者 , 微电子研究所李泠研究员、耿玓副研究员以及华为海思景蔚亮博士为通讯作者 。

目前在DRAM市场 , 三星、SK海力士、美光合计占了94%的份额 , 国内大量从这三大厂商进口DRAM芯片 。
不知道这次华为与中科院的新研究成果 , 会在DRAM领域 , 带来什么样的影响 , 希望国产厂商 , 利用这些技术 , 超过三星、美光、SK海力士 , 提高存储芯片自给率 , 不再依赖进口 。