展示高堆疊性氧化物半導(dǎo)體溝道晶體管技術(shù)

全球存儲(chǔ)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(dòng)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(guó)舊金山舉行的IEEE國(guó)際電子器件大會(huì)(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(chǎng)景的功耗。

在AI時(shí)代，市場(chǎng)對(duì)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(chǔ)單元尺寸微縮方面已逼近物理極限，業(yè)界因此開(kāi)始研究存儲(chǔ)單元的3D堆疊技術(shù)，以此拓展存儲(chǔ)容量。傳統(tǒng)DRAM采用單晶硅作為堆疊存儲(chǔ)單元中晶體管的溝道材料，這種方式會(huì)推高制造成本，同時(shí)存儲(chǔ)單元的刷新功耗還會(huì)隨存儲(chǔ)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(huì)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(lái)，通過(guò)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(chǔ)單元結(jié)構(gòu)。這些制造工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有望攻克存儲(chǔ)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(chǔ)單元的刷新功耗。通過(guò)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(guò)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。

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關(guān)于Kioxia

Kioxia是全球存儲(chǔ)解決方案領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，致力于閃存和固態(tài)硬盤(SSD)的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷售。其前身Toshiba Memory于2017年4月從1987年發(fā)明NAND閃存的公司Toshiba Corporation分拆而出。Kioxia致力于通過(guò)提供產(chǎn)品、服務(wù)和系統(tǒng)來(lái)為客戶創(chuàng)造選擇，并為社會(huì)創(chuàng)造基于存儲(chǔ)技術(shù)的價(jià)值，從而提升世界的“記憶”。Kioxia創(chuàng)新的3D閃存技術(shù)BiCS FLASH?正在塑造存儲(chǔ)技術(shù)在高密度應(yīng)用領(lǐng)域（包括高級(jí)智能手機(jī)、PC、汽車系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心和生成式AI系統(tǒng)）的未來(lái)。