随着商业产品的陆续推出，人们正在探索最新的制造技术。
在12月8日于华盛顿举行的IEDM会议上，台积电和台湾清华大学的团队将介绍使用最新的finFET处理技术来实现嵌入式非易失性存储器(NWM)的前景
嵌入式NVM是ReRam的第一个商业应用，由松下和Terrazon生产。业界领袖同意将NVM创建为微处理器的无缝附加(参见“ReRam获得成功)是成功的关键。
TSMC团队的论文描述了“一种完全CMOS工艺兼容的finFET介电RRAM(称为FIND RRAM)首次提出并在16nm标准finFET CMOS逻辑平台上使用1kbit RRAM宏进行演示。新型16nm低压FIND RRAM由一个finFET晶体管作为选择栅极和一个基于HfO²的电阻膜作为电池的存储节点组成。”
该团队展示了台积电使用16nm finFET工艺制作的1k位内存宏的性能。他们使用HfO²高k栅极电介质作为电阻存储器元件的一层，“没有额外的处理步骤”。电阻元件由与finFET平行的鳍片组成，如下图所示。
图1:结构化记忆单元中的鳍，来自IEDM论文摘要。
翅片由TiN/ HfO2/SiO2多层夹层组成，finFET金属栅和epi SiP作为两个电极。作者观察到，“由于翅片角上的磁场增强，新(设备)具有非常低的设置电压和重置电流。”
该设备的大小相当于2个晶体管单元，尺寸为0.076 μm²。
在会议前发表的论文摘要中，作者展示了详细的性能数据。ReRam电池是一种高阻元件。当施加高于设定电压(2.3V)的电压时，电阻在约50 ns内下降约10倍。电池通过高复位电流(30 uA)在1毫秒内复位。采用0.8V VDD读取高阻和低阻存储单元。
作者绘制了产生的0.999 k位(1个故障)的高(HRS)和低(LRS)电阻状态，并使用这些值来跟踪零件的寿命测试。“在10^5的读/写循环中，设备没有检测到老化。”相比之下，ITRS基准目标是10^9个周期。
HRS和LRS之间有一个明显的5倍窗口。NVM的其他关键属性是能够在不影响单元格状态的情况下读取单元格。他们报告了“连续直流读取压力下10^4秒(3小时)稳定的LCR和HCR”。
他们还测试了加速数据保留，并显示出“在150˚C下1008小时(大约1个月)的优异保留结果”，相当于ITRS在室温下10年的目标。
作者指出:“在这项发展中，提出了一种新的FIND RRAM，并基于纯16nm finFET CMOS逻辑工艺制备和描述了1kbit FIND RRAM宏，没有额外的掩模和工艺步骤。通过RRAM ISPP算法，FIND RRAM具有工作电压低、LRS/HRS窗口稳定、可靠性和可扩展性好等特点。该结果使FIND RRAM技术成为先进finFET节点的一个有前途的解决方案。”
它显然仍然是一个研究项目，但是工艺设计允许在没有额外工艺步骤的情况下添加NVM能力，因此成本和缺陷密度前景看起来非常有吸引力。积极的设备性能数据是有希望的。该项目展示了大学研究人员与最先进的制造能力的力量。
这篇论文将于12月5日在IEDM上发表，题为“纯16nm FinFET CMOS逻辑工艺中的1Kbit FinFET介电(FIND) RRAM”，由国立清华大学的Hsin Wei Pan等人和台湾积体半导体制造公司共同完成。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
留下回复