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研究团队研发出CMOS兼容的3D铁电存储器功耗低且速度快

2021-02-19 16:03 作者: 来源: 本站 浏览: 42次 字号:

摘要:    盖世汽车讯 据外媒报道,随着超智能和超互联的第四次工业革命的到来,存储器的密度和性能变得愈加重要。目前最广泛使用的存储器是NAND闪存,其存储信息采用的是电荷捕获技术,因此存在功耗高、运行速度慢及重复写入/擦除数据极易导致损坏的问题。为此,浦项科技大学(...

  

盖世汽车讯 据外媒报道,随着超智能和超互联的第四次工业革命的到来,存储器的密度和性能变得愈加重要。目前最广泛使用的存储器是NAND闪存,其存储信息采用的是电荷捕获技术,因此存在功耗高、运行速度慢及重复写入/擦除数据极易导致损坏的问题。为此,浦项科技大学(POSTECH)研究团队最近研发出一种铁电存储器,其运行速度、功耗和设备可靠性等性能均远超传统闪存。

  

  

(图片来源:POSTECH)

  

由POSTECH材料科学与工程系Jang-Sik Lee教授、博士候选人Min-Kyu Kim和Ik-Jyae Kim领导的研究团队展示了一种特别方式,通过应用基于二氧化铪的铁电体和氧化物半导体制作铁电存储器,其存储性能远超传统闪存和以前的钙钛矿铁电存储器。器件仿真结果表明,该方法可实现超高密度3D存储器集成。

  

铁电存储器因其高运行速度和低功耗的性能一直备受关注。但是,由于运行温度过高、难以规模化且与常规半导体工艺不兼容,一直无法实现商业化。

  

而该研究团队通过使用基于二氧化铪的铁电体和氧化物半导体解决了上述问题。 新的材料和结构在确保功耗低的同时保持高运行速度。采用氧化物半导体作为通道材料,可降低运行温度,并抑制不必要的界面层形成,从而实现高稳定性。

  

研究结果表明,该存储器可在比传统闪存低四倍的电压下工作,且运行速度是传统闪存的几百倍,即使重复写入擦除数据超一亿次,也依然可以保持稳定。此外,通过原子层沉积堆叠铁电材料和氧化物半导体,该存储器还适用于3-D器件制造处理技术。研究小组提出,高性能器件可在400°C下制造,且工艺比传统闪存器件更简单。

  

此项研究领导者Jang-Sik Lee教授表示:“我们已研发出核心技术,并克服了传统3-D NAND闪存局限性,开发出新一代高度集成的高性能存储器。这项技术不仅适用于下一代存储设备,而且还适用于通用存储器(具有超低功耗及超快高集成度的特点)和内存内计算,这对未来人工智能和无人驾驶汽车等行业至关重要。”