Проект Cool Silicon и технология производства энергонезависимой памяти

Специалисты компаний Globalfoundries, NaMLab (Дрезден) и института Фраунгофера участвуют в проекте Cool Silicon, нацеленном на разработку энергоэффективной микро- и наноэлектроники. Команда из Германии спроектировала недорогой и энергоэффективный чип ферроэлектрической энергонезависимой памяти с низким напряжением записи. Производство новинки на основе окиси гафния может быть легко интегрировано в обычные техпроцессы выработки полупроводниковых компонентов.

Схематическое представление ромбической фазы в структуре Si:HfO2

На текущий момент для производства энергонезависимой памяти применяются технологии, основанные на принципе накопления зарядов. К недостаткам можно отнести высокий уровень напряжения, необходимый для записи данных, а значит – высокое энергопотребление памяти. Из-за высокого напряжения цепи обслуживания памяти не могут быть уменьшены до минимальных размеров.

Учёные из Дрездена решили использовать другую технологию. Данные хранятся в ферроэлектриках – материале, который может переходить в два различных поляризационных состояния посредством электрического заряда. Переключение состояний требует очень мало энергии. По словам специалистов, в подходе нет ничего нового. Он используется с 1950-х годов. До сегодняшнего дня проблемой было производство, которое требовало использования сложных материалов, например титаната-цирконата свинца. Производство чипов столкнулось с двумя проблемами: производственные методы слишком грубы для типичных полупроводниковых техпроцессов, масштабирование геометрии ниже 120 нм – невозможно.

Для выполнения масштабируемого и недорогого ферроэлектрического чипа памяти команда проекта Cool Silicon взяла за основу окись гафния – материал, ставший стандартом для 28-нм производства на фабриках Globalfoundries. Окись гафния используется в качестве материала (диэлектрика) с высокой диэлектрической постоянной. Путём легирования учёные добились ферроэлектрических свойств данного материала, причём достигли это при помощи традиционных техпроцессов.

Первые работающие образцы новой версии FRAM-памяти с геометрией 28 нм были произведены в центре наноэлектронных технологий Frauhofer IPMS Centre совместными усилиями с Globalfoundries. Согласно менеджеру проекта, результаты очень обнадёживают.


Еще интересно почитать:




Добавить комментарий