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成果展示

微電子所在納米晶浮柵存儲器領域取得最新進展

  中國科學院微電子研究所三室針對目前傳統主流Flash技術遇到的技術難點,圍繞國際上高密度半導體非揮發性存儲技術的主流方向納米晶浮柵存儲器,以產學研結合的方式,開展了納米晶浮柵存儲器存儲材料及關鍵技術研究,立足新型存儲材料研發,并緊密結合工藝集成和電路應用的配套方案,在企業生產線上進行了應用可行性驗證。

  在前幾年的實驗室研究中,我們著眼于納米晶浮柵存儲結構,從器件結構出發分析了提高納米晶浮柵器件性能的途徑,建立了納米晶浮柵存儲器的電荷保持模型;發展了一系列制備高質量納米晶的方法,解決了新型納米晶存儲材料的結構設計和篩選,為納米晶浮柵存儲器的實際用打下堅實的基礎。

  現階段的研究重點是將實驗室的研究成果向8寸生產線進行轉移。該技術應用于上海宏力半導體制造有限公司的8英寸LPCVD設備,實現了新型硅納米晶存儲材料的制備及工藝優化,解決了對納米晶材料的尺寸和分布均勻性的控制這一技術難題,解決了與8英寸CMOS工藝對接中的兼容性問題,實現了穩定的存儲單元制備工藝流程,并得到了較好的存儲性能,初步實現了納米晶浮柵存儲器單元的可制造性驗證,測試結果已基本滿足測試芯片的流片需求。這是我國首次在Fab廠開展基于納米晶材料的新型非揮發存儲器的研發,針對納米晶浮柵存儲器的存儲材料與關鍵技術,在新型存儲材料、新型器件結構、納米加工等方面初步形成了自主開發能力,作為以企業的可制造為目標的研究工作,研究成果對提升我國微電子行業自主創新能力有重要意義,將為構筑我國存儲器技術核心打下基礎,也為科研成果向實際應用轉移提供了范例。

  結合宏力公司存儲單元流片測試結果,目前我所與清華大學微電子學研究所合作正在開展納米晶浮柵存儲器電路設計工作。下一步將重點開展納米晶浮柵存儲器的集成這一技術難題,獲得采用納米晶存儲材料的8-16Mb浮柵存儲器的關鍵技術,為產品開發打下基礎。