中國(guó)科學(xué)院微電子研究所劉明團(tuán)隊(duì)在1Mb 28nm嵌入式阻變存儲(chǔ)器測(cè)試芯片以及8層堆疊的高密度三維阻變存儲(chǔ)器陣列研究方面取得新進(jìn)展。

　　以RRAM和MRAM為代表的新型存儲(chǔ)器被認(rèn)為是28nm及后續(xù)工藝節(jié)點(diǎn)中嵌入式存儲(chǔ)的主要解決方案。劉明團(tuán)隊(duì)在RRAM方向具有長(zhǎng)達(dá)10年的研究積累，于2015年開始聯(lián)合中芯國(guó)際、國(guó)網(wǎng)智芯等單位，以產(chǎn)學(xué)研合作方式共同推進(jìn)RRAM的實(shí)用化。經(jīng)過兩年多的努力，在中芯國(guó)際28nm平臺(tái)上完成了工藝流程的開發(fā)與驗(yàn)證，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模為1Mb的測(cè)試芯片。

　　垂直結(jié)構(gòu)的高密度三維交叉陣列，結(jié)合了3D-Xpoint以及3D-NAND兩種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，具有制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉以及集成密度高等優(yōu)點(diǎn)。劉明團(tuán)隊(duì)在前期四層堆疊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上(IEDM 2015 10.2、VLSI 2016 8.4)實(shí)現(xiàn)了8層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步驗(yàn)證了RRAM三維結(jié)構(gòu)微縮至5nm以下的可能性。

　　相關(guān)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(guó)際電子器件大會(huì)上進(jìn)行了匯報(bào)發(fā)言。

(a)28nm RRAM 1Mb芯片版圖;(b)28nm RRAM單元TEM界面圖

8層堆疊RRAM截面圖