采用原子层沉积(ALD)技术的下一代储存技术
随着人工智能(AI), 深度学习,大数据, game 及 5G移动技术快速发展,导致数据储存量上升,半导体内存被要求低耗化。为解决这个问题目前商用化的有 Dram,Flash Memory(NAND) 等储存技术变更到新一代储存技术为一大难题。为了每秒以千兆,无延迟处理高容量数据以目前的技术很难实现。新一代技术需要像DRAM速度要快,兼具flash memory的关闭电源数据也会保存等特性,还需低耗。
目前超越基准储存的新概念半导体储存有 Ferroelectric RAM(FRAM 或 FeRAM), magnetic RMA( MRAM), phase-charge ram(PRAM 或 PCRAM)和 resistive RAM(RRAM) 等都在研发阶段,而且受到关注度也比较高。这些储存技术特点是关闭电源数据也不会丢失的非挥发性(Nonvolitile), 很快的进行switching信息储存。
但因为不能进行长时间switching,内部构造粗糙,不足的高集成度,费用也比较高等原因,仅在特定领域使用。为改善这些,全世界都在用核心的ALD工程来进行研究。
采用新一代储存的原子沉积(ALD) 技术
fram是储存强诱电体的电极数据,一边储存是0,另外一边储存1为基本构造,和dram相似,但有非挥发性的特点。很长时间pzt材料用于强诱电体,缺点为当厚度变薄的时电极无法维持的问题。最近受到关注的有使用ALD技术,厚度为数nm沉积的 Metal Oxide-doped HFO2, 适用与28nm node的高集成密度。MRAM是自主阻抗储存,根据外部磁气场,磁性层的磁化方向,利用自主阻抗变化显示数据的1, 0。即,磁气场方向一样时表示为 0,不同时表示为1。无高速低电压动作及特性热化,而且集成度也很高。多数研究中用tunnel oxide 适用ALD技术沉积的MgO或 ZnO等。
PRAM是利用物质相(phase)变化的非挥发性储存,相从非晶致状态变化到结晶致状态时储存数据。相转移物质使用GST germanium-antimony-tellurium (gst) ,使用ALD技术 step coverage制作了优Xiu的 PRAM储存。
rram是绝缘体或半导体的阻抗变化储存。通过氧气空缺,从绝缘物质做成阻抗变化识别0, 1来使用。绝缘物质为通过原子层沉积的SiO2, HFO2,HfAlO, Ta2O5等。
许多高校及研究所还在使用原子沉积技术( Lucida Series ALD)进行新一代储存研究得到hen好的结果。
原子沉积(ALD)技术大部分用在新一代储存,优点为原子单位厚度调节及均匀性, 步进覆盖好,对于未来新一代储存商用化做到很大贡献。
来源于:南京伯奢咏怀电子科技有限公司
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