На прошедшей в Сан-Франциско (штат Калифорния) международной
конференции по электронным устройствам 2008 IEEE International Electron
Devices Meeting компании Toshiba Corporation, IBM и AMD представили
общественности свою новейшую совместную разработку - самый миниатюрный
в отрасли функционирующий модуль SRAM-памяти на полевых транзисторах
так называемого «плавникового» типа (fin-shaped Field Effect
Transistor, FinFET).
Площадь новинки составляет всего 0,128 квадратных микрон. По
утверждению разработчиков, ячейка памяти, разработанная с применением
полупроводниковой технологии HKMG (High-K/Metal Gate), обладает рядом
преимуществ перед элементами на базе планарных («плоских») полевых
транзисторов. Более миниатюрные элементы SRAM могут способствовать
появлению меньших по размеру и более быстрых процессоров, которые, к
тому же, потребляют меньше электроэнергии. Новый интегрированный элемент SRAM более чем на 50% меньше
своего предыдущего аналога, площадь которого составляла 0,274
квадратных микрона. Для достижения этого результата объединенная группа
исследователей оптимизировала технологические процессы, особенно в
части формирования, смещения и удаления слоев материалов, в том числе
слоев HKMG в вертикальных плоскостях непланарной FinFET-структуры. Производители интегральных схем при создании элементов SRAM с
использованием обычных планарных транзисторов, как правило,
корректируют свойства материалов путем добавления различных примесей
или присадок, делая это с конечной целью уменьшения размеров
транзисторов. Данная методика, однако, создает нежелательную
изменчивость характеристик и ухудшает стабильность работы SRAM. Этот
эффект становится особо критичным при применении 22-нанометровых (и
более «тонких») норм технологического процесса изготовления чипов.
Использование FinFET-транзисторов – вертикальных полевых транзисторов
«плавникового» типа с нелегированными (не содержащими добавок)
кремниевыми каналами – является альтернативным подходом, позволяющим
добиться уменьшения площади элементов памяти SRAM с минимальным
изменением характеристик.
Исследователи изучили эффект случайного варьирования свойств
FinFET-транзисторов в сверхминиатюрных элементах SRAM. В ходе
экспериментов было установлено, что стабильность характеристик
FinFET-транзисторов без легирования каналов улучшается на 28%. При
моделировании ячеек SRAM с площадью 0,063 квадратных микрона, что
эквивалентно 22-нанометровым электронным цепям, полученные результаты
показали, что элементы памяти FinFET SRAM потенциально обладают
значительным преимуществом с точки зрения стабильности работы по
сравнению с существующими элементами SRAM на базе планарных
FET-транзисторов. Компании Toshiba, IBM и AMD позиционируют свою новую
технологию как весьма перспективную транзисторную структуру для модулей
памяти SRAM, изготавливаемых с применением 22-нанометровых (и ниже)
технологических норм.
|