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“纳米电荷材料存储研究”课题通过验收

会议报道中国仪表网2014年10月22日 09:25人气:5076


  【中国仪表网 会议报道】2014年9月29日,由中国科学院微电子研究所承担的纳米研究重大科学研究计划2010年项目“纳米结构电荷俘获材料及高密度多值存储基础研究”课题验收会在北京召开。中国科学院吴德馨院士、解思深院士、李树深院士、高鸿钧院士、南京大学郑有炓院士等相关专家、项目主管部门代表以及项目组成员等参加了会议。
  
  一直以来,半导体存储器在移动通讯、数据终端、多媒体、消费类电子及国防电子装备等领域具有不可替代的地位,数据容量的急剧增大对高密度、高速、低功耗、长寿命提出了更高要求。主流硅基浮栅存储器随工艺技术代拓展遇到严重的技术瓶颈,无法满足信息技术迅速发展对超高密度存储的要求。渐进型的纳米晶浮栅存储器和电荷俘获存储器是目前主流硅基浮栅存储器的主要替代方案。
  
  在纳米晶浮栅存储器研究方面,微电子所微细加工与纳米技术研究室存储器小组从器件结构出发,分析了提高纳米晶浮栅器件性能的途径,建立了纳米晶浮栅存储器的电荷保持模型,发展了一系列制备高质量纳米晶的方法,为纳米晶浮栅存储器的实用性打下基础。同时在与上海宏力半导体制造有限公司的合作中,开展纳米晶浮栅存储器在工业化应用上的研究,关键技术在8英寸生产线完成。这些研究成果为该项目的申请奠定了坚实的基础。
  
  据介绍,基于纳米结构的陷阱或量子阱存储原理的新一代电荷俘获型存储技术(CTM:ChargeTrappingMemory),具有极少量电子操作、器件尺寸小、功耗低、可以实现多值存储、易与CMOS工艺兼容等优点,特别是具有多值存储状态的CTM存储器可以在同样面积、同样技术代下获得存储密度成倍的增长,从根本上解决了目前浮栅存储器面临的进一步尺寸缩小的瓶颈,被认为是下一代存储器技术发展的重要方向。
  
  重大科学研究计划“纳米结构电荷俘获材料及高密度多值存储基础研究”于2010年开题,共分为4个子课题,由中科院微电子所牵头,联合南京大学、中科院物理研究所、北京大学等国内信息领域的优秀单位,组成了具有国际水平的科研团队,以解决国家重大战略需求、获得自主知识产权为宗旨,紧密围绕新一代CTM存储材料和高密度多值存储中的关键科学问题与技术进行联合攻关。
  
  该研究计划目前取得的主要成果有:第一,从能带工程出发,综合优化CTM隧穿层/俘获层/阻挡层,为存储器性能优化提供基础;第二,发展了单电子表面势技术,优化编程方法,提出一种8值单元编程方法,有效提高了CTM器件的存储密度;第三,系统研究了存储器特性和材料与结构的关系;第四,首次揭示电荷在存储层中的垂直分布,观察到电荷横向移动现象,对CTM的编程和擦除过程中载流子输运机制进行了直观表征;第五,电荷俘获存储器模拟平台为新材料、新结构、三维NAND结构的性能评估和优化设计提供了工具;第六,提出了junction-assisted低压编程、擦除方法;改善了可靠性,编程速度提高300倍,保持特性和存储窗口显著改善;第七,在生产平台首次完成CTM存储器从材料、工艺、器件、集成的系统研究;第八,获得自主知识产权CTM存储技术系统解决方案。
  
  验收会上,刘明研究员和各课题负责人、项目骨干汇报了项目和各课题的验收、总结情况。验收专家组经过审议一致认为,4个子课题在新材料、器件机理、模型研究、兼容芯片制造工艺的高密度集成、新结构多值存储设计与模拟研究等方面有机结合、紧密联系,计划任务圆满完成,技术资料准备齐全,科研成果具有创新性,全部评定为“优秀”。会议的成功召开,为项目的顺利验收奠定了基础。
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