从服务器到个人电脑,再到带独立缓存的固态硬盘,高效的易失性存储DRAM内存都是不可或缺的重要加速方案之一。铠侠在近日宣布,已开发出OCTRAM(OCTRAM:Oxide-Semiconductor Channel Transistor DRAM,氧化物半导体晶体管 DRAM)技术,这是一种新型4F² DRAM,由兼具高导通电流和超低漏电流的氧化物半导体晶体管组成。该技术采用InGaZnO(铟镓锌氧化物)(1)晶体管,可将漏电率降低到极低水平,从而降低DRAM功耗。
该技术已于2024年12月9日在美国旧金山举行的IEEE国际电子元件会议 (IEDM) 上首次发布,由南亚科技和铠侠联合开发。该技术有望降低各种应用的功耗,例如人工智能、后5G通信系统和物联网产品。同时也适用于内存级存储(SCM)技术,以及适配高密度和高性能的新型3D NAND FLASH。
OCTRAM采用圆柱形InGaZnO垂直晶体管(图1)作为单元晶体管。这种设计能够适配4F² DRAM,与传统的硅基6F² DRAM相比,4F² DRAM在存储密度方面具有显著优势。
通过器件和工艺优化,InGaZnO垂直晶体管实现了超过15μA/单元(1.5 x 10-5 A/单元)的高导通电流和低于1aA/单元(1.0 x 10-18 A/单元)的超低漏电流(图2)。
在OCTRAM结构中,InGaZnO垂直晶体管集成在高纵横比电容器的顶部(电容器优先工艺)。在电容器顶部安装晶体管,成功地将先进的电容器技术与 InGaZnO 晶体管技术结合起来。(图 3)
伴随着对先进技术的尝试,铠侠成功找到了通过氧化物半导体晶体管实现DRAM内存产品的可能性,为将来更为丰富的存储产品方案奠定了很好的基础。
图1:InGaZnO垂直晶体管的横截面透射电镜图
图2:InGaZnO晶体管的(a)导通和(b)漏电流特性
图3:OCTRAM概览图
1. InGaZnO is a compound of In(indium), Ga(gallium), Zn(zinc), and O(oxygen)
InGaZnO是一种由In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)和O(氧)组成的化合物
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