中國科學院微電子研究所劉明團隊在1Mb 28nm嵌入式阻變存儲器測試晶片以及8層堆疊的高密度三維阻變存儲器陣列研究方面取得新進展.
以RRAM和MRAM為代表的新型存儲器被認為是28nm及後續工藝節點中嵌入式存儲的主要解決方案. 劉明團隊在RRAM方向具有長達10年的研究積累, 於2015年開始聯合中芯國際, 國網智芯等單位, 以產學研合作方式共同推進RRAM的實用化. 經過兩年多的努力, 在中芯國際28nm平台上完成了工藝流程的開發與驗證, 並在此基礎上設計實現了規模為1Mb的測試晶片.
垂直結構的高密度三維交叉陣列, 結合了3D-Xpoint以及3D-NAND兩種架構的優勢, 具有製備工藝簡單, 成本低廉以及整合密度高等優點. 劉明團隊在前期四層堆疊結構的基礎上 (IEDM 2015 10.2, VLSI 2016 8.4) 實現了8層結構的設計, 進一步驗證了RRAM三維結構微縮至5nm以下的可能性.
相關研究成果分別以 BEOL Based RRAM with One Extra-mask for Low Cost, Highly Reliable Embedded Application in 28 nm Node and Beyond 和 8-Layers 3D Vertical RRAM with Excellent Scalability towards Storage Class Memory Applications 為題在2017年國際電子器件大會上進行了彙報發言.
(a) 28nm RRAM 1Mb晶片版圖; (b) 28nm RRAM單元TEM界面圖
8層堆疊RRAM截面圖
