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这几种新型存储取得突破

发布日期:2021-06-28 浏览次数:2386 来源:半导体行业观察作者:网络
 近日,由ARM 分拆出来的公司 Cerfe Labs Inc.(德克萨斯州奥斯汀)发布了关于铁电材料进展的最新消息,行业称赞其工作是一项突破,因为它将允许铁电非易失性存储器扩展到当前的 CMOS 工艺节点。

Cerfe 高管 Lucian Shifren 和 Greg Yeric 以及合作伙伴公司 Symetrix Corp.(科罗拉多斯普林斯,科罗拉多州)的 Carlos Paz de Araujo 教授声称已经确定了一种具有足够低退火温度的自发铁电材料,适用于 FeFET 和 FeRAM 器件使用领先的 CMOS 工艺节点制造。



作者继续表示,该技术可用于 DRAM 和 3D-NAND 应用,甚至可用于非易失性逻辑晶体管,这可能会影响高能效系统的设计。

更新没有识别一种或多种材料,而是谈论“真正的”或自发的铁电材料,它们提供低泄漏和无应变的低电压铁电体。

根据更新,设备是使用工程铁电材料和设备工程的组合制造的。显示的结果具有 400C 的最高退火温度,只需保持几分钟而不是几小时。

Cerfe 声称它有多个“旋钮”可以操作来调整材料——包括退火温度、成分、烧结和掺杂——并且正在向 350C 的退火温度迈进。

“我们将结果称为‘SNAP Ferro’。SNAP Ferro 可以集成在两个电极之间,用于标准 FeRAM 类设备,并且还与所有 CMOS 节点兼容,并添加了行业标准的界面氧化物,”作者说。

结果涵盖了在 0.2V 和 8V 之间可调的迟滞窗口、据称处于商业可行水平的泄漏电流和高温操作。

该更新没有提供用于定义 SNAP FeRAM 和 FeFET 器件的最小平面几何形状的详细信息,但鉴于这项工作是在实验室完成的,它们不太可能接近前沿。

作者表示,SNAP Ferro 堆栈的厚度为 40 到 50 纳米,但这受到实验室旋涂工艺的限制,可以做得更薄。

尽管最著名的是研究不同的非易失性存储器,即基于金属氧化物系统中莫特跃迁的相关电子存储器,但 Cerfe 名称是相关电子 RAM 和铁电体的缩写。

作者指出,1990 年代使用的铁电材料需要比 130 纳米以上工艺节点可接受的更高的退火温度。结果,铁电非易失性存储器近来已不再使用。目前,人们对作为铁电材料的铪锆氧化物以及由应变和/或空位缺陷引起的铁电性产生了浓厚的兴趣。

然而,作者对 HfZrO 持批评态度,指出它不是铁电材料,而是一种具有亚稳态的材料,表现出铁电特性,并且所需的高开关场强会导致材料击穿。谈到 HfZrO 和氮化铝,作者说:“我们没有看到或相信这些材料有解决方案的空间。”

ReRAM的新进展

 

近日,Weebit Nano Ltd. (Hod Hasharon, Israel) 展示了 ovonic 阈值开关 (OTS) selector与其基于氧化物的 ReRAM 非易失性存储器的集成。



该公司宣布打算在 2020 年 2 月优化其氧化硅 ReRAM的selector。

Weebit 与开发合作伙伴CEA-Leti合作 。CEA-Leti 在为相变存储器阵列创建 OTS selector方面积累了丰富的经验。

OTS 通常是基于电极交叉点的锗硒,因此它可以位于所选存储单元的下方或上方。

selector在两端存储器中起着关键作用,因为它选择被寻址的存储器单元并防止绕过选定单元通过阵列的潜路径。

Weebit 说,它将实现 3D 内存堆叠和交叉内存架构。

Weebit 断言,在嵌入式存储器的情况下,晶体管通常用作选择器设备。但在独立存储器的情况下,这在芯片面积方面成本太高。OTS 交叉点开关允许选择器与存储单元堆叠并启用 4F2 的位单元大小。

“Weebit 将 ReRAM 与 OTS selector相结合,有望扩展到新内存芯片所需的先进工艺和高内存密度,”Objective Analysis 的 Jim Handy 在 Weebit 发表的一份声明中说。

Weebit 首席执行官 Coby Hanoch 在同一份声明中表示:“我们看到了独立ReRAM 的广泛机会,从 NOR 闪存到存储级存储器,在一系列领域。鉴于我们对独立解决方案的 2024 年目标,我们预计其他机会也会出现。”

Hanoch 表示,Weebit 近期专注于开发嵌入式内存模块,正在取得进展。
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