Новий тип сегнетоелектричної мікросхеми пам’яті на основі гафнію, розроблений і розроблений Лю Міном, академіком Інституту мікроелектроніки, був представлений на Міжнародній конференції твердотільних схем IEEE (ISSCC) у 2023 році, що є найвищим рівнем розробки інтегральних схем.
Високопродуктивна вбудована енергонезалежна пам’ять (eNVM) користується великим попитом для чіпів SOC у споживчій електроніці, автономних транспортних засобах, промисловому контролі та периферійних пристроях для Інтернету речей.Сегнетоелектрична пам’ять (FeRAM) має такі переваги, як висока надійність, наднизьке енергоспоживання та висока швидкість.Він широко використовується для запису великих обсягів даних у режимі реального часу, частого читання та запису даних, низького енергоспоживання та вбудованих продуктів SoC/SiP.Сегнетоелектрична пам’ять на основі матеріалу PZT досягла масового виробництва, але її матеріал несумісний з технологією CMOS і його важко стискати, що призводить до того, що процес розробки традиційної сегнетоелектричної пам’яті серйозно перешкоджає, а вбудована інтеграція потребує підтримки окремої виробничої лінії, яку важко популяризувати у великому масштабі.Мініатюрність нової сегнетоелектричної пам’яті на основі гафнію та її сумісність із технологією CMOS роблять її дослідницькою точкою спільного занепокоєння в наукових колах і промисловості.Сегнетоелектрична пам'ять на основі гафнію розглядається як важливий напрямок розвитку нової пам'яті наступного покоління.Наразі дослідження сегнетоелектричної пам’яті на основі гафнію все ще мають такі проблеми, як недостатня надійність пристрою, відсутність дизайну мікросхеми з повною периферійною схемою та подальша перевірка продуктивності рівня мікросхеми, що обмежує її застосування в eNVM.
Націлюючись на вирішення проблем, з якими стикається вбудована сегнетоелектрична пам’ять на основі гафнію, команда академіка Лю Мінга з Інституту мікроелектроніки вперше в світі розробила та реалізувала тестовий чіп FeRAM мегаб величини на основі великомасштабної інтеграційної платформи. сегнетоелектричної пам’яті на основі гафнію, сумісної з CMOS, і успішно завершив масштабну інтеграцію сегнетоелектричного конденсатора HZO в 130-нм процес CMOS.Запропоновано схему керування записом із підтримкою ECC для вимірювання температури та чутливу схему підсилювача для автоматичного усунення зсуву, а також досягнуто довговічності 1012 циклів і часу запису 7 нс та часу читання 5 нс, що є найкращим рівнем, про який повідомлялося досі.
Стаття «Вбудована FeRAM на основі 9 МБ HZO з витривалістю 1012 циклів і 5/7 нс читання/запису з використанням оновлення даних із підтримкою ECC» базується на результатах і підсилювач чутливості зі зсувом «був обраний на ISSCC 2023, і чіп було вибрано під час демонстраційної сесії ISSCC для демонстрації на конференції.Ян Цзяньго є першим автором статті, а Лю Мін є відповідним автором.
Пов’язана робота підтримується Національним фондом природничих наук Китаю, Національною ключовою програмою досліджень і розробок Міністерства науки і технологій і пілотним проектом B-класу Китайської академії наук.
(Фото 9 Мб мікросхеми FeRAM на основі гафнію та тест продуктивності мікросхеми)
Час публікації: 15 квітня 2023 р