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克服下一代SRAM单元架构的挑战

从3D NAND中获得灵感的SRAM技术的未来。

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静态随机存取存储器(SRAM)自半导体工业早期以来一直是逻辑电路的关键元件。SRAM单元通常由6个相互连接的晶体管组成,以执行逻辑存储和其他功能。在过去的几十年里,6T(6个晶体管)SRAM电池的尺寸稳步缩小,这要归功于摩尔定律和晶体管尺寸的缩小以及更密集的布线和接触。

令人惊讶的是,SRAM半导体制造中有两件事从未改变:晶体管的放置一直是并排进行的,载流子(电子和空穴)传输一直是水平进行的。在过去的几十年里,逻辑一直停留在X-Y平面上,没有考虑到第三维度是一条通往更小足迹的架构的道路。

我们可以从NAND技术中得到启发,几年前NAND技术已经从2D发展到3D。让我们想象一个逻辑单元,它有一个翻转的(垂直的)晶体管,它们彼此堆叠在一起。这种新架构能否实现最小的SRAM单元大小(只占用一个晶体管)?这是几个月前,在林的计算产品部门,考文特半导体工艺与集成团队在展望SRAM技术的未来时提出的问题。


图1:构建SSVT-SRAM体系结构所需的五个模块的描述。

该团队使用了SEMulator3D虚拟制造软件测试一个非常创新的设计和工艺流程的新SRAM架构。这种新架构被命名为SSVT(6堆叠垂直晶体管)-SRAM单元。这项工作于2021年2月在SPIE高级光刻会议上发表,涉及到0.0093微米的寻径研究和虚拟制造2SRAM单元。该出版物讨论了需要克服的设计、制造和处理方面的挑战,以便采用这种极具竞争力的体系结构。该技术的一些更具有挑战性的方面包括:晶体管源极和漏极的触点着陆区的形成,晶体管栅极的“通”触点的设计,以两级处理硅的能力(对于沟道,源/漏和栅极构成)以及制模和填充高纵横比孔的能力。这项创新工作将帮助我们的客户更好地理解下一代逻辑架构的需求,并确保Coventor已经准备好满足其当前和未来客户的需求。

下载白皮书全文"SSVT(六个堆叠垂直晶体管)SRAM单元结构简介:设计和工艺挑战评估来了解更多信息。



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