Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка конструктивно-технологических решений, анализ и исследование элементов перспективных типов памяти нового поколения большой емкости типа фазовой (PCM), сегнетоэлектрической (FRAM), магниторезистивной (MRAM)

Докладчик: Тимошенков Сергей Петрович

Должность: заведующий кафедрой Микроэлектроника, Заведующий кафедрой

Цель проекта:
Разработка комплекса научно-технических решений по созданию энергонезависимой памяти нового поколения типа MRAM, FRAM и PCM большой емкости.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Аналитический обзор состояния разработок и достижений в области фазовой памяти и патентные исследования.
2. Конструктивно-технологические решения создания энергонезависимой памяти нового поколения типа PCM, FRAM и MRAM большой емкости.
3. Лабораторный технологический регламент изготовления многослойных структур ячеек памяти типа PCM для создания энергонезависимой памяти нового поколения большой емкости.
4. Технологические решения по изготовлению энергонезависимой памяти нового поколения типа РСМ.
5. Лабораторный технологический регламент изготовления энергонезависимой памяти нового поколения типа PCM.
6. Программа и методики проведения экспериментальных исследований экспериментальных образцов энергонезависимой памяти большой ёмкости типа PCM.
7. Технологические решения по интеграции технологии изготовления многослойных структур ячеек памяти типа PCM в КМОП КНИ в технологический процесс уровня 0,18 мкм и выше.
8. Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера - организации реального сектора экономики.
9. Сформулированные технические требования в виде Проекта технического задания на проведение ОТР по теме: «Разработка технологии изготовления энергонезависимой памяти нового поколения типа PCM, FRAM и MRAM большой емкости».
10. Рекомендации по использованию результатов проведенных ПНИ в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
В связи с непрерывным развитием устройств электронной техники требования к используемым модулям памяти, способным накапливать и хранить информацию, постоянно возрастают. Наиболее распространенные запоминающие устройства флэш-памяти обладают недостаточным числом циклов записи и стирания, большой длительностью операции записи информации, невысокой радиационной стойкостью и не отвечают современным требованиям электронной техники. При этом флэш-память подошла к физическому пределу уменьшения размера ячеек памяти. В связи с вышесказанным, разработка энергонезависимой памяти нового поколения является актуальной и важной научно-технической задачей, требующей решения. В качестве кандидатов для этого могут выступать такие виды памяти, как сегнетоэлектрическая (FRAM), магниторезистивная (MRAM), фазовая (PCM). Предполагается, что память нового поколения на основе одной из этих технологий сможет заменить, не только флэш-память, но и современные накопители на основе жестких магнитных дисков, а также динамическую (DRAM) и статическую (SRAM) оперативную память. Перспективна она и для применения в радиационно-стойких схемах специального назначения.
Однако, несмотря на активные разработки, которые ведет ряд крупных компаний, имеющих значительный опыт в области микроэлектроники (Intel, IBM, Samsung, Philips, Elpida Memory, STMicroelectronics, Ovonyx), переход к стадии производства успешной коммерческой продукции еще не наступил. В первую очередь это связано с необходимостью совершенствования технологии, проведения оптимизации структуры ячейки и поиска новых материалов с улучшенными характеристиками. В связи с этим, разработка комплекса научно-технических решений по созданию энергонезависимой памяти нового поколения типа MRAM, FRAM и PCM большой емкости, является, несомненно, актуальной, имеющей важное практическое значение.
Планируемые результаты, в частности, разрабатываемые технологические решения, предназначены для создания производства энергонезависимой памяти нового поколения типа PCM, FRAM и MRAM. Все технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции, полученные в ходе работы, должны учитывать технологические возможности и особенности индустриального партнера - организации реального сектора экономики.
Научные результаты, полученные авторским коллективом в ходе выполнения проекта, будут соответствовать мировому уровню, а в некоторых аспектах превосходить его. Основанием для этого служат уже полученные ранее и планируемые экспериментальные и теоретические результаты, опубликованные и планируемые к опубликованию в ведущих международных журналах, а также выступления с устными докладами по данной тематике на крупнейших международных конференциях.
Оценка и прогноз влияния планируемых результатов на развитие научно-технических и технологических направлений будет заключаться в проведении технико-экономической оценке рыночного потенциала полученных результатов.

Текущие результаты проекта:
На данный момент проведен аналитический обзор и теоретические исследования перспективных материалов и их структур для создания энергонезависимой памяти типа PCM, FRAM и MRAM. На их основании сделаны и обоснованы выборы:
- направлений исследований и возможных вариантов реализации научно-технических решений;
- перспективных материалов для энергонезависимой памяти нового поколения PCM, FRAM и MRAM.
Проведены экспериментальные исследования перспективных материалов и экспериментальных структур на их основе для создания энергонезависимой памяти типа PCM, в том числе комплексные исследования свойств тонких пленок, включая термические, структурные и химического состава.
Ведется разработка двух специализированных стендов, предназначенных для прогнозирования параметров ячеек фазовой памяти типа PCM. В стадии проведения находятся маркетинговые исследования с целью изучения перспектив коммерциализации результатов исследований, полученных при выполнении ПНИ.