中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所宋志棠、朱敏研究團(tuán)隊(duì)在集成電路存儲(chǔ)器研究領(lǐng)域獲重大進(jìn)展，成功研制出一種單質(zhì)新原理開(kāi)關(guān)器件，為海量三維存儲(chǔ)芯片的研發(fā)提供了新方案。12月10日，這項(xiàng)成果發(fā)表于《科學(xué)》。

　　集成電路是我國(guó)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，其中存儲(chǔ)芯片是集成電路的三大芯片之一，直接關(guān)系國(guó)家的信息安全。然而，現(xiàn)有主流存儲(chǔ)器——內(nèi)存和閃存，不能兼具高速與高密度特性，難以滿足指數(shù)型增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要，急需發(fā)展下一代海量高速存儲(chǔ)技術(shù)。三維相變存儲(chǔ)器是目前成熟的新型存儲(chǔ)技術(shù)，其核心是兩端開(kāi)關(guān)單元和存儲(chǔ)單元，然而，商用的開(kāi)關(guān)單元組分復(fù)雜，通常含有毒性元素，嚴(yán)重制約了三維相變存儲(chǔ)器在納米尺度的微縮以及存儲(chǔ)密度的進(jìn)一步提升。

　　針對(duì)以上問(wèn)題，宋志棠、朱敏與合作者提出了一種單質(zhì)新原理開(kāi)關(guān)器件，該器件通過(guò)單質(zhì)Te與電極產(chǎn)生的高肖特基勢(shì)壘降低了器件在關(guān)態(tài)的漏電流（亞微安量級(jí)）；利用單質(zhì)Te晶態(tài)（半導(dǎo)體）到液態(tài)（類(lèi)金屬）納秒級(jí)高速轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生類(lèi)金屬導(dǎo)通的大開(kāi)態(tài)電流（亞毫安量級(jí)），驅(qū)動(dòng)相變存儲(chǔ)單元。單質(zhì)Te開(kāi)關(guān)器件基于晶態(tài)—液態(tài)新型開(kāi)關(guān)機(jī)理，與傳統(tǒng)晶體管等完全不同，是集成電路全新開(kāi)關(guān)器件。單質(zhì)Te具有原子級(jí)組分均一性，能與TiN形成完美界面，使二端器件具有一致性與穩(wěn)定性，并可極度微縮，為海量三維存儲(chǔ)芯片的研發(fā)提供了新方案。

　　據(jù)悉，該單質(zhì)新原理器件為我國(guó)首次發(fā)明，打破了外國(guó)公司的專利壁壘，為我國(guó)自主高密度三維存儲(chǔ)器的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　意大利國(guó)家研究委員會(huì)微電子和微系統(tǒng)所教授Raffaella Calarco同期在《科學(xué)》上發(fā)表評(píng)論文章，認(rèn)為該研究“取得的成果是前所未有的，為實(shí)現(xiàn)晶態(tài)單質(zhì)開(kāi)關(guān)器件提供了穩(wěn)健的方法，此單質(zhì)開(kāi)關(guān)為3D Xpoint架構(gòu)提供了新視角”。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abi6332