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比利时微电子研究中心展示了突破性的CMOS兼容铁电内存

     

比利时微电子研究中心展示了突破性的CMOS(互补金属氧化物半导体)兼容铁电内存


日本,京都 – 2017年6月6日 – 奈米电子与数字科技领域的全球研究与创新先驱

─比利时微电子研究中心(imec),今天在全球超大规模集成电路技术及电路研讨会(Symposia on VLSI Technology and Circuits)公布了世界首见适用于NAND装置的垂直堆栈铁电掺杂人工智能的二氧化铪(HfO2)设备展示,使用新材料和新型架构,比利时微电子研究中心创造了一种具有引人注目特性的非挥发性内存(Non-volatile Memory)概念,用于功率消耗、交换速率、可扩缩性和保留,这个成就显示,铁电内存在内存阶层的各个方面都是相当有希望的技术,并且能作为储存级内存的新技术,比利时微电子研究中心将与世界顶尖的内存IC制造商合作,进一步发展此概念。

铁电材料由展现自然极化的晶体所组成;它们可以处于两种状态其中之一,可以用合适的电场逆转,这种非挥发性特征类似于铁磁性,因而以此命名,于五十多年前被发现,由于功耗非常低、非挥发性和高交换速率,因此铁电内存一直被认为相当理想,然而,材料复杂的问题、界面层的崩溃和不良的保留性带来了很大的挑战,最近在二氧化铪(HfO2)中发现了一个铁电相,一种众所周知的且较不复杂的材料,引发了对这种内存概念的再次关注。

 比利时微电子研究中心的内存技术首席科学家Jan Van Houdt说:「有了二氧化铪(HfO2),如今便有了一种完全兼容于CMOS(互补金属氧化物半导体)能用以处理铁内存的材料,这允许我们在平面和垂直的变化中制造铁电FET(FinFET),我们正在努力克服一些剩下的问题,例如保留、精确的掺杂技术和界面属性,以稳定铁电相,我们现在有信心,我们的FeFET概念具有所有必要的特性。我们现在有信心,我们的FeFET概念具备所有必要的特性,事实上,它适用于内存阶层各个方面的单独和内嵌式内存,从非挥发性动态随机存取内存(DRAM)到类闪存,对于未来的存储级内存,它具备格外有趣的特点,这将有助于克服目前由快速处理器与较慢的大容量内存之间的速度差异所造成的瓶颈。」

比利时微电子研究中心最近向其合作伙伴提出了第一个非常确定的成果,研究中心目前正向所有内存合作伙伴对于垂直FeFET的进一步开发和工业化提供一个方案,其中包括世界上生产内存IC的主要公司。


Van Houdt补充:「FeFET可以用作为建构非常类似闪存的内存的技术,但具有进一步定标、简化处理和功率消耗的附加优点,凭借我们在高阶闪存上的长期研发和加工经验,我们拥有独特优势,为我们的合作伙伴在这令人兴奋的时机提供一个开端,然后,他们可以决定如何在其产品和芯片中最佳运用铁电内存。」

比利时微电子研究中心与其核心CMOS(互补金属氧化物半导体)计划方案的主要合作伙伴合作进行对于高阶内存的研究,包括格罗方德GlobalFoundries、英特尔Intel、美光科技Micron、高通Qualcomm、三星电子Samsung、SK海力士SK Hynix、索尼Sony、东芝-新帝Toshiba-Sandisk和台积电TSMC。

 


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