2023. aastal toimunud IEEE rahvusvahelisel tahkisahelate konverentsil (ISSCC) esitleti mikroelektroonika instituudi akadeemiku Liu Mingi välja töötatud ja kujundatud uut tüüpi hafniumipõhist ferroelektrilist mälukiipi, mis on integraallülituste disaini kõrgeim tase.
Suure jõudlusega sisseehitatud püsimälu (eNVM) on SOC-kiipide järele suur nõudlus olmeelektroonikas, autonoomsetes sõidukites, tööstuslikes juhtimisseadmetes ja asjade Interneti ääreseadmetes.Ferroelektrilise mälu (FeRAM) eelisteks on kõrge töökindlus, ülimadal energiatarve ja suur kiirus.Seda kasutatakse laialdaselt suurte andmemahtude reaalajas salvestamisel, sagedasel andmete lugemisel ja kirjutamisel, madalal energiatarbimisel ja sisseehitatud SoC/SiP toodetel.PZT-materjalil põhinev ferroelektriline mälu on saavutanud masstootmise, kuid selle materjal ei ühildu CMOS-tehnoloogiaga ja seda on raske kokku tõmmata, mistõttu traditsioonilise ferroelektrilise mälu arendusprotsess on tõsiselt takistatud ja manustatud integratsioon vajab eraldi tootmisliini tuge, mida on raske populariseerida. suures ulatuses.Uue hafniumipõhise ferroelektrilise mälu miniatuursus ja selle ühilduvus CMOS-tehnoloogiaga muudavad selle akadeemiliste ringkondade ja tööstuse jaoks ühist muret tekitavaks uurimispunktiks.Hafniumipõhist ferroelektrilist mälu on peetud järgmise põlvkonna uue mälu oluliseks arengusuunaks.Praegu on hafniumipõhise ferroelektrilise mälu uurimisel endiselt probleeme, nagu seadme ebapiisav töökindlus, täieliku välisahelaga kiibi disaini puudumine ja kiibi taseme jõudluse täiendav kontrollimine, mis piirab selle kasutamist eNVM-is.
Sihtides manustatud hafniumipõhise ferroelektrilise mälu ees seisvatele väljakutsetele, on Mikroelektroonika Instituudi akadeemik Liu Mingi meeskond kavandanud ja rakendanud esimest korda maailmas megab-suurusega FeRAM testkiibi, mis põhineb suuremahulisel integratsiooniplatvormil. CMOS-iga ühilduvat hafniumipõhist ferroelektrilist mälu ja edukalt lõpetanud HZO ferroelektrilise kondensaatori laiaulatusliku integreerimise 130 nm CMOS-protsessi.Pakutakse välja ECC-abiga kirjutusahel temperatuuri tuvastamiseks ja tundlik võimendiahel automaatseks nihke kõrvaldamiseks ning saavutatakse 1012 tsükli vastupidavus ning 7ns kirjutamis- ja 5ns lugemisaeg, mis on seni teatatud parimad tasemed.
Paber "9-Mb HZO-põhine sisseehitatud FeRAM koos 1012-tsüklilise vastupidavusega ja 5/7ns lugemis-/kirjutuskiirusega, kasutades ECC-abiga andmete värskendamist" põhineb tulemustel ja nihke tühistatud sense võimendi "valiti ISSCC 2023-s ja kiip valiti välja ISSCC demosessioonil, et seda konverentsil näidata.Yang Jianguo on artikli esimene autor ja Liu Ming on vastav autor.
Sellega seotud tööd toetavad Hiina riiklik loodusteaduste sihtasutus, teadus- ja tehnoloogiaministeeriumi riiklik võtmeuuringute ja arendustegevuse programm ning Hiina Teaduste Akadeemia B-klassi pilootprojekt.
(Foto 9Mb Hafnium-põhisest FeRAM-kiibist ja kiibi jõudluse testist)
Postitusaeg: 15. aprill 2023