中科院验证了 CAA IGZO FET 在 2T0C DARM 应用中的可靠性

2024-04-21 阅读34 评论0 喜欢0

叶紫网 1 月 10 日消息,据中国科学院微电子研究所报道,随着尺寸的不断缩小,1T1C 动态随机存储结构(DRAM)存储电容限制问题越来越明显,导致传统 1T1C-DRAM 面对微缩瓶颈。以锆镓锌氧为基础(IGZO)晶体管的 2T0C-DRAM 有望突破 1T1C-DRAM 微缩瓶颈,在 3D DRAM 发挥更大的优势

但目前的研究工作都基于平面结构的 IGZO 器件,形成的 2T0C 单元尺寸(大约 20F2)比相同特征尺寸下的 1T1C 单元尺寸(6F2)大很多,使 IGZO-DRAM 缺少密度优势。

针对平面结构 IGZO-DRAM 的密度问题,微电子所微电子重点实验室刘明院士团队在垂直环形沟道结构(Channel-All-Around, CAA)IGZO FET 的基础上,研究了第二层器件堆叠前层间介质层工艺的影响,验证了 CAA IGZO FET 在 2T0C DARM 应用中的可靠性

▲ CAA IGZO FET 的截面电镜图及转移输出曲线

经过优化后的 IGZO FET 表现出优秀的可靠性,经过 10000 秒栅极偏压应力稳定性测试后(包括正偏压与负偏压条件),阈值电压漂移小于 25mV,进行 1012 次写入擦除操作后没有表现出性能劣化。该研究成果有助于推动实现 4FIGZO 2T0C-DRAM 单元。

▲ CAA IGZO FET 的可靠性测试结果

叶紫网了解到,基于该成果的文章“Inter-Layer Dielectric Engineering for Monolithic Stacking 4F2-2T0C DRAM with Channel-All-Around (CAA) IGZO FET to Achieve Good Reliability (>104s Bias Stress, >1012 Cycles Endurance)”入选 2022 IEDM。微电子所硕士生陈传科为第一作者,微电子所李泠研究员、耿玓副研究员为通讯作者。




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