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.