中國科學(xué)院微電子研究所劉明團(tuán)隊(duì)在1Mb28nm嵌入式阻變存儲器測試芯片以及8層堆疊的高密度三維阻變存儲器陣列研究方面取得新進(jìn)展。
以RRAM和MRAM為代表的新型存儲器被認(rèn)為是28nm及后續(xù)工藝節(jié)點(diǎn)中嵌入式存儲的主要解決方案。劉明團(tuán)隊(duì)在RRAM方向具有長達(dá)10年的研究積累,于2015年開始聯(lián)合中芯國際、國網(wǎng)智芯等單位,以產(chǎn)學(xué)研合作方式共同推進(jìn)RRAM的實(shí)用化。經(jīng)過兩年多的努力,在中芯國際28nm平臺上完成了工藝流程的開發(fā)與驗(yàn)證,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模為1Mb的測試芯片。
(a)28nmRRAM1Mb芯片版圖;(b)28nmRRAM單元TEM界面圖
垂直結(jié)構(gòu)的高密度三維交叉陣列,結(jié)合了3D-Xpoint以及3D-NAND兩種架構(gòu)的優(yōu)勢,具有制備工藝簡單,成本低廉以及集成密度高等優(yōu)點(diǎn)。劉明團(tuán)隊(duì)在前期四層堆疊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上(IEDM201510.2、VLSI20168.4)實(shí)現(xiàn)了8層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),進(jìn)一步驗(yàn)證了RRAM三維結(jié)構(gòu)微縮至5nm以下的可能性。
8層堆疊RRAM截面圖
相關(guān)研究成果分別以BEOLBasedRRAMwithOneExtra-maskforLowCost,HighlyReliableEmbeddedApplicationin28nmNodeandBeyond和8-Layers3DVerticalRRAMwithExcellentScalabilitytowardsStorageClassMemoryApplications為題在2017年國際電子器件大會上進(jìn)行了匯報(bào)發(fā)言。