Оперативной памяти много не бывает: бельгийцы создали прототип 120-слойной 3D DRAM

Читать в полной версии

Исследователи из бельгийского центра Imec и Гентского университета (UGent) разработали и испытали технологию выращивания многослойной структуры для производства памяти 3D DRAM. В своё время это получилось с памятью 3D NAND. Теперь пришёл черёд создавать «небоскрёбы» из ячеек DRAM, потребность в которой растёт с каждым годом.

Источник изображений: Imec

Ячейка оперативной памяти устроена несколько сложнее ячейки памяти NAND. DRAM требует комбинации быстродействующего транзистора и конденсатора. Это подразумевает более сложную архитектуру и расширенный набор материалов, что плохо поддаётся масштабированию в сторону многослойных структур. Но прогресс не стоит на месте, и учёные из Imec, имеющие колоссальный опыт разработки передовых техпроцессов, возможно, нашли решение.

Исследователи смогли вырастить на 300-мм подложке многослойные структуры в виде чередующихся слоёв кремния (Si) и кремний-германия (SiGe). Прототип будущей 3D DRAM содержит 120 тончайших слоёв, уложенных друг на друга с атомарной точностью. Сложность заключается в том, что кремний и кремний-германий имеют несовпадающую атомную решётку, поэтому при наложении друг на друга в кристаллических структурах этих материалов возникают напряжения (сжатия и растяжения), способные привести к дефектам и неработоспособности памяти. Для лучшей сцепки разнородных слоёв исследователям пришлось добавить в материалы углерод.

Кремний и германий поочерёдно осаждались на подложку из газовой фазы. Строгий контроль условий осаждения позволил избежать дефектов. Созданные в лаборатории многослойные структуры пока далеки от того, чтобы их можно было назвать памятью. Это лишь заготовка, позволяющая оценить степень чистоты и наличие дефектов — чрезмерных напряжений кристаллической решётки в слоях.

Кроме того, проделанная работа лежала в канве разработки полевых транзисторов с круговым затвором (Gate-All-Around Field-Effect Transistor, GAAFET) и комплементарных полевых транзисторов (Complementary FET, CFET), которые создаются в Imec. Всё вместе обещает привести к взрывному росту оперативной памяти в устройствах и в платформах ИИ, а также для обработки данных. За прошедшие десятилетия лозунг «Памяти много не бывает» ничуть не утратил актуальность, став для IT-индустрии наиболее насущным.