マイクロエレクトロニクス研究所の学者である Liu Ming 氏によって開発および設計された新しいタイプのハフニウム ベースの強誘電体メモリ チップが、最高レベルの集積回路設計である 2023 年の IEEE 国際固体回路会議 (ISSCC) で発表されました。
高性能の組み込み型不揮発性メモリ (eNVM) は、民生用電子機器、自動運転車、産業用制御、IoT 向けのエッジ デバイスの SOC チップで高い需要があります。強誘電体メモリ (FeRAM) は、高信頼性、超低消費電力、および高速という利点を備えています。リアルタイムでの大量のデータ記録、頻繁なデータの読み書き、低消費電力、組み込み SoC/SiP 製品で広く使用されています。PZT材料に基づく強誘電体メモリは大量生産を達成しましたが、その材料はCMOS技術と互換性がなく、縮小が困難であり、従来の強誘電体メモリの開発プロセスが大幅に妨げられ、組み込み統合には別の生産ラインサポートが必要であり、普及が困難です大きなスケールで見ると。新しいハフニウム ベースの強誘電体メモリの小型化と CMOS テクノロジとの互換性により、学界と産業界で共通の関心事となっています。ハフニウムベースの強誘電体メモリは、次世代の新しいメモリの重要な開発方向とみなされてきました。現在、ハフニウムベースの強誘電体メモリの研究には、不十分なユニットの信頼性、完全な周辺回路を備えたチップ設計の欠如、チップレベルの性能のさらなる検証などの問題があり、eNVMへの適用が制限されています。
組み込みハフニウムベースの強誘電体メモリが直面する課題を目指して、マイクロエレクトロニクス研究所の学者 Liu Ming のチームは、大規模統合プラットフォームに基づいて、世界で初めてメガブ級 FeRAM テストチップを設計および実装しました。 CMOSと互換性のあるハフニウムベースの強誘電体メモリの開発に成功し、130nm CMOSプロセスでHZO強誘電体キャパシタの大規模集積化に成功しました。温度感知のための ECC アシスト書き込みドライブ回路と自動オフセット除去のための敏感な増幅回路が提案され、1012 サイクルの耐久性と 7ns の書き込み時間と 5ns の読み取り時間は、これまでに報告された最高レベルです。
論文「1012 サイクル耐久性と ECC アシスト データ リフレッシュを使用した 5/7ns 読み取り/書き込みを備えた 9-Mb HZO ベースの組み込み FeRAM」は、その結果に基づいており、「オフセット キャンセルされたセンス アンプ」が ISSCC 2023 で選択されました。チップは ISSCC デモ セッションで選択され、カンファレンスで展示されました。Yang Jianguo はこの論文の筆頭著者であり、Liu Ming は責任著者です。
関連する作業は、中国国立自然科学基金、科学技術省の国家主要研究開発プログラム、および中国科学院の B クラス パイロット プロジェクトによってサポートされています。
(9Mb ハフニウムベースの FeRAM チップとチップ性能テストの写真)
投稿時間: 2023 年 4 月 15 日