Memori feroelektrik 3-D yang kompatibel dengan CMOS dengan daya sangat rendah dan kecepatan tinggi
Electronics

Memori feroelektrik 3-D yang kompatibel dengan CMOS dengan daya sangat rendah dan kecepatan tinggi


(a) Struktur skema perangkat memori feroelektrik yang dikembangkan dengan memperkenalkan feroelektrik berbasis hafnia dan semikonduktor oksida.Saat mengamankan tegangan operasi rendah dan kecepatan operasi cepat melalui material dan struktur baru, semikonduktor oksida diperkenalkan sebagai bahan saluran untuk menurunkan suhu proses dan menekan pembentukan lapisan antarmuka untuk mencapai stabilitas operasi yang tinggi. (b) Gambar larik memori flash feroelektrik NAND. Larik memori flash NAND feroelektrik direalisasikan berdasarkan memori feroelektrik yang baru dikembangkan. (c) A struktur skema dan (d) gambar dari perangkat memori feroelektrik vertikal 3D. Menggunakan deposisi lapisan atom, struktur vertikal 3D dari perangkat memori feroelektrik dibuat. (E) Struktur skema memori flash Feroelektrik 3D vertikal NAND. Telah dikonfirmasi bahwa memori feroelektrik yang baru dikembangkan dapat diterapkan pada 3D dengan kepadatan sangat tinggi memori melalui simulasi perangkat. Kredit: POSTECH

Saat kita memasuki era superintelligence dan Revolusi Industri Keempat yang sangat terhubung, pentingnya memori dengan kepadatan tinggi dan performa tinggi menjadi lebih besar dari sebelumnya. Saat ini, memori flash NAND yang paling banyak digunakan memiliki masalah konsumsi daya yang tinggi, kecepatan operasi yang lambat, dan kerentanan terhadap penggunaan berulang karena bergantung pada efek jebakan muatan untuk menyimpan informasi. Untuk ini, tim peneliti POSTECH baru-baru ini mendemonstrasikan memori feroelektrik yang sangat melampaui kinerja memori flash konvensional dalam hal kecepatan operasi, konsumsi daya, dan keandalan perangkat.

Tim peneliti POSTECH — dipimpin oleh Profesor Jang-Sik Lee, dan Ph.D. calon Min-Kyu Kim dan Ik-Jyae Kim dari Departemen Ilmu dan Teknik Material — telah mendemonstrasikan strategi unik untuk membuat memori feroelektrik dengan menerapkan feroelektrik berbasis hafnia dan semikonduktor oksida. Pendekatan ini menghasilkan kinerja memori yang tidak dapat dicapai baik oleh memori flash konvensional maupun oleh memori feroelektrik perovskit sebelumnya. Simulasi perangkat telah memastikan bahwa strategi ini dapat mewujudkan integrasi memori 3-D dengan kepadatan sangat tinggi.

Memori feroelektrik telah mendapatkan perhatian sejauh ini karena potensinya untuk beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi dengan konsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan dengan memori flash konvensional. Tetapi komersialisasinya telah terhalang karena suhu pemrosesan yang tinggi, kesulitan dalam penskalaan, dan non-kompatibilitas dengan proses semikonduktor konvensional.

Tim peneliti mengatasi masalah ini dengan menggunakan feroelektrik berbasis hafnia dan semikonduktor oksida. Bahan dan struktur baru memastikan konsumsi daya rendah dan kecepatan tinggi; mencapai stabilitas tinggi dengan menggunakan semikonduktor oksida sebagai bahan saluran untuk menurunkan suhu proses dan menekan pembentukan lapisan antarmuka yang tidak diinginkan. Hasilnya, para peneliti memastikan bahwa perangkat yang dibuat dapat beroperasi pada tegangan empat kali lebih rendah daripada memori flash konvensional dengan kecepatan beberapa ratus kali lebih cepat dan tetap stabil bahkan ketika digunakan berulang kali lebih dari 100 juta kali. Secara khusus, bahan feroelektrik dan semikonduktor oksida ditumpuk oleh deposisi lapisan atom untuk mengamankan teknologi pemrosesan yang sesuai untuk pembuatan perangkat 3-D. Tim telah mengusulkan agar perangkat berkinerja tinggi dapat diproduksi di bawah 400 ° C dengan proses yang jauh lebih sederhana daripada perangkat memori flash konvensional.

“Kami telah mengembangkan teknologi inti untuk mewujudkan generasi berikutnya dari memori yang sangat terintegrasi dan berkinerja tinggi yang mengatasi keterbatasan memori flash NAND 3-D konvensional,” kata Profesor Jang-Sik Lee yang memimpin penelitian. Dia menambahkan, “Teknologi ini tidak hanya berlaku untuk perangkat memori generasi berikutnya, tetapi juga untuk memori universal yang sangat rendah dan sangat cepat terintegrasi dan komputasi dalam memori yang penting untuk industri seperti AI dan mobil self-driving di masa depan.”


Persimpangan terowongan magnet berkinerja tinggi terkecil di dunia


Informasi lebih lanjut:
Min-Kyu Kim dkk, memori flash NAND feroelektrik yang kompatibel dengan CMOS untuk memori tiga dimensi dengan kepadatan tinggi, daya rendah, dan kecepatan tinggi, Kemajuan Sains (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abe1341

Disediakan oleh Pohang University of Science & Technology (POSTECH)

Kutipan: Memori feroelektrik 3-D yang kompatibel dengan CMOS dengan daya ultralow dan kecepatan tinggi (2021, 19 Januari) diambil pada 24 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-cmos-compatible-d-ferroelectric-memory- ultralow.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Hongkong