隨著尺寸的不斷微縮,1T1C結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)的存儲(chǔ)電容限制問題愈發(fā)顯著,導(dǎo)致傳統(tǒng)1T1C-DRAM面臨微縮瓶頸。基于銦鎵鋅氧(IGZO)晶體管的2T0C-DRAM有望突破1T1C-DRAM的微縮瓶頸,在3D DRAM方面發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。但目前的研究工作都基于平面結(jié)構(gòu)的IGZO器件,形成的2T0C單元尺寸(大約20F2)比相同特征尺寸下的1T1C單元尺寸(6F2)大很多,使IGZO-DRAM缺少密度優(yōu)勢(shì)。
針對(duì)平面結(jié)構(gòu)IGZO-DRAM的密度問題,中科院微電子所微電子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉明院士團(tuán)隊(duì)在垂直環(huán)形溝道結(jié)構(gòu)(Channel-All-Around, CAA)IGZO FET 的基礎(chǔ)上,研究了第二層器件堆疊前層間介質(zhì)層工藝的影響,驗(yàn)證了CAA IGZO FET在2T0C DARM應(yīng)用中的可靠性。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的IGZO FET表現(xiàn)出優(yōu)秀的可靠性,經(jīng)過(guò)10000秒柵極偏壓應(yīng)力穩(wěn)定性測(cè)試后(包括正偏壓與負(fù)偏壓條件),閾值電壓漂移小于25mV,進(jìn)行1012次寫入擦除操作后沒有表現(xiàn)出性能劣化。該研究成果有助于推動(dòng)實(shí)現(xiàn)4F2 IGZO 2T0C-DRAM單元。
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