全球存儲解決方案領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)Kioxia Corporation今日宣布，已研發(fā)出具備高堆疊性的氧化物半導(dǎo)體溝道晶體管技術(shù)，該技術(shù)將推動高密度、低功耗3D DRAM的實(shí)際應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)已于12月10日在美國舊金山舉行的IEEE國際電子器件大會(IEDM)上亮相，有望降低AI服務(wù)器和物聯(lián)網(wǎng)組件等眾多應(yīng)用場景的功耗。

在AI時代，市場對于具備更大容量、更低功耗、可處理海量數(shù)據(jù)的DRAM的需求持續(xù)攀升。傳統(tǒng)DRAM技術(shù)在存儲單元尺寸微縮方面已逼近物理極限，業(yè)界因此開始研究存儲單元的3D堆疊技術(shù)，以此拓展存儲容量。傳統(tǒng)DRAM采用單晶硅作為堆疊存儲單元中晶體管的溝道材料，這種方式會推高制造成本，同時存儲單元的刷新功耗還會隨存儲容量的增加而成正比上升。

在去年的IEDM上，我們宣布研發(fā)出氧化物半導(dǎo)體溝道晶體管DRAM (OCTRAM)技術(shù)，該技術(shù)使用由氧化物半導(dǎo)體材料制成的垂直晶體管。在今年的大會展示中，我們推出了可實(shí)現(xiàn)OCTRAM 3D堆疊的高堆疊性氧化物半導(dǎo)體溝道晶體管技術(shù)，并完成了8層晶體管堆疊結(jié)構(gòu)的功能驗(yàn)證。

這項(xiàng)新技術(shù)將成熟的氧化硅和氮化硅薄膜堆疊起來，通過將氮化硅區(qū)域替換為氧化物半導(dǎo)體(InGaZnO)，同步形成橫向堆疊晶體管的垂直分層結(jié)構(gòu)。我們還推出了一種可實(shí)現(xiàn)垂直間距微縮的新型3D存儲單元結(jié)構(gòu)。這些制造工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計有望攻克存儲單元3D堆疊面臨的成本難題。

此外，得益于氧化物半導(dǎo)體材料的低關(guān)態(tài)電流特性，該技術(shù)還有望降低存儲單元的刷新功耗。通過上述替換工藝制作的橫向晶體管，已被驗(yàn)證具備高導(dǎo)通電流（超過30微安）和超低關(guān)態(tài)電流（低于1阿托安，即10^-18安）的性能表現(xiàn)。不僅如此，Kioxia Corporation還成功制備了8層橫向晶體管堆疊結(jié)構(gòu)，并確認(rèn)該結(jié)構(gòu)內(nèi)的晶體管均可正常工作。

Kioxia Corporation將持續(xù)推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)工作，以實(shí)現(xiàn)3D DRAM在實(shí)際應(yīng)用中的部署。

審核編輯 黃宇