마이크로일렉트로닉스 연구소(Institute of Microelectronics)의 학자 Liu Ming이 개발 및 설계한 새로운 유형의 하프늄 기반 강유전체 메모리 칩이 집적 회로 설계의 최고 수준인 2023년 IEEE 국제 반도체 회로 회의(ISSCC)에서 발표되었습니다.
고성능 임베디드 비휘발성 메모리(eNVM)는 소비자 전자 제품, 자율 주행 차량, 산업 제어 및 사물 인터넷용 에지 장치의 SOC 칩에 대한 수요가 높습니다.FeRAM(Ferroelectric Memory)은 높은 신뢰성, 초저전력 소모, 고속이라는 장점이 있습니다.실시간으로 대량의 데이터 기록, 빈번한 데이터 읽기 및 쓰기, 저전력 소비 및 임베디드 SoC/SiP 제품에 널리 사용됩니다.PZT 소재를 기반으로 하는 강유전체 메모리는 대량 생산을 달성했지만 해당 소재는 CMOS 기술과 호환되지 않고 축소하기 어렵기 때문에 기존 강유전체 메모리의 개발 프로세스가 심각하게 방해를 받고 임베디드 통합은 별도의 생산 라인 지원이 필요하여 대중화하기 어렵습니다. 대규모로.새로운 하프늄 기반 강유전체 메모리의 소형화 및 CMOS 기술과의 호환성으로 인해 학계 및 산업계에서 공통 관심사인 연구 핫스팟이 되었습니다.하프늄계 강유전체 메모리는 차세대 뉴 메모리의 중요한 발전 방향으로 여겨져 왔다.현재 하프늄 기반 강유전체 메모리 연구는 여전히 부족한 단위 신뢰성, 완전한 주변 회로를 갖춘 칩 설계 부족, 칩 수준의 성능에 대한 추가 검증 등의 문제가 있어 eNVM에서의 적용이 제한적입니다.
내장형 하프늄 기반 강유전체 메모리가 직면한 문제를 해결하기 위해 마이크로일렉트로닉스 연구소 Liu Ming 학자 팀은 대규모 통합 플랫폼을 기반으로 세계 최초로 메가급 FeRAM 테스트 칩을 설계하고 구현했습니다. CMOS와 호환되는 하프늄 기반 강유전체 메모리의 개발 및 130nm CMOS 공정에서 HZO 강유전체 커패시터의 대규모 통합을 성공적으로 완료했습니다.온도 감지를 위한 ECC 지원 쓰기 구동 회로와 자동 오프셋 제거를 위한 민감한 증폭기 회로를 제안했으며, 현재까지 보고된 최고 수준인 1012 사이클 내구성과 7ns 쓰기 및 5ns 읽기 시간을 달성했습니다.
"ECC 지원 데이터 새로 고침을 사용하여 1012주기 내구성 및 5/7ns 읽기/쓰기를 갖춘 9Mb HZO 기반 내장형 FeRAM" 논문은 결과를 기반으로 하며 오프셋 취소 감지 증폭기는 "ISSCC 2023에서 선택되었습니다. 이 칩은 ISSCC 데모 세션에서 회의에 표시되도록 선택되었습니다.Yang Jianguo는 논문의 제1저자이고 Liu Ming은 교신저자입니다.
관련 연구는 중국 국립자연과학재단, 과학기술부의 국가핵심연구개발프로그램, 중국과학원 B급 파일럿 프로젝트의 지원을 받고 있다.
(9Mb 하프늄 기반 FeRAM 칩 및 칩 성능 테스트 사진)
게시 시간: 2023년 4월 15일