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Ultraschneller Flash-integrierter Prozess und statistische Leistung

Die rasante Entwicklung der künstlichen Intelligenz erfordert dringend eine nichtflüchtige Hochgeschwindigkeitsspeichertechnologie. Die aktuelle Programmiergeschwindigkeit gängiger nichtflüchtiger Flash-Speicher liegt im Allgemeinen im Bereich von Hunderten von Mikrosekunden, wodurch die Anwendungsanforderungen nicht unterstützt werden können. Vorläufige Untersuchungen des Zhou Peng-Liu Chunsen-Teams an der Fudan-Universität haben gezeigt, dass die zweidimensionale Halbleiterstruktur ihre Geschwindigkeit um mehr als das Tausendfache steigern kann und so eine bahnbrechende ultraschnelle Flash-Speichertechnologie im Nanosekundenbereich ermöglicht. Es ist jedoch immer noch eine große Herausforderung, eine umfassende Integration zu erreichen und zu echten praktischen Anwendungen zu gelangen.

Ausgehend von der Schnittstellentechnik gelang dem Team zum ersten Mal weltweit die größte integrierte Verifizierung eines ultraschnellen 1-Kb-Nanosekunden-Flash-Speicher-Arrays und bewies, dass seine ultraschnellen Eigenschaften auf unter 10 Nanometer erweitert werden können. Am Nachmittag des 12. August, Pekinger Zeit, wurden die entsprechenden Ergebnisse in Nature Electronics unter dem Titel „Scale Integration Process of Two-Dimensional Ultrafast Flash Memory“ veröffentlicht.

Das Team entwickelte eine Super-Interface-Engineering-Technologie und realisierte eine heterogene Schnittstelle mit atomarer Ebenheit in großen zweidimensionalen Flash-Speichern. In Kombination mit hochpräziser Charakterisierungstechnologie zeigt sich, dass der Integrationsprozess deutlich besser ist als auf internationaler Ebene. Durch strenge DC-Speicherfenster- und AC-Pulsspeicherleistungstests wurde bestätigt, dass der neue Flash-Speicher mit zweidimensionalem Mechanismus im 1-KB-Speichermaßstab eine Ausbeute von bis zu 98 % bei nichtflüchtiger Programmiergeschwindigkeit im Nanosekundenbereich aufweist, was höher ist als die von International Semiconductor. Die Technologie-Roadmap erfordert eine Ausbeute von 89,5 % für die Herstellung von Flash-Speichern.

Gleichzeitig entwickelte das Forschungsteam einen Selbstausrichtungsprozess, der nicht auf fortschrittliche Fotolithographiegeräte angewiesen ist, kombiniert mit der ursprünglichen und innovativen Theorie des elektrischen Felddesigns für ultraschnelle Speicherstapel und realisierte erfolgreich ein ultraschnelles Flash-Speichergerät mit Mit einer Kanallänge von 8 Nanometern ist es derzeit das kürzeste Trench-Flash-Speichergerät der Welt und durchbrach die physikalische Größenbeschränkung von Flash-Speichern auf Siliziumbasis (ca. 15 Nanometer). Unterstützt durch atomar dünne Kanäle verfügt dieses ultrakleine Gerät über eine ultraschnelle Programmierung in 20 Nanosekunden, eine 10-jährige Nichtflüchtigkeit, eine Lebensdauer von 100.000 Zyklen und eine Multi-State-Speicherleistung. Diese Arbeit wird die industrielle Anwendung der ultraschnellen, bahnbrechenden Flash-Speichertechnologie vorantreiben.

Der Forscher Liu Chunsen vom National Key Laboratory of Integrated Chips and Systems und dem Institute of Chip and System Frontier Technology der Fudan-Universität sowie Professor Zhou Peng von der School of Microelectronics sind die entsprechenden Autoren des Artikels und Cao Zhenyuan sind die ersten Autoren des Artikels. Die Forschungsarbeit wurde durch das Key R&D Program des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie, das Important Leading Talent Program der National Foundation of China, das Shanghai Basic Research Zone Program, Shanghai Venus und andere Projekte sowie durch die Unterstützung von finanziert die Innovationsplattform des Bildungsministeriums.

Autor:

Text: Jiang Peng Bilder: Fotos von den Interviewpartnern bereitgestellt Herausgeber: Gu Jun Chefredakteur: Fan Liping

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