Регистрация / Вход
Прислать материал

14.576.21.0065

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.576.21.0065
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники"
Название доклада
Разработка конструктивно-технологических решений в области создания энергонезависимой памяти нового поколения типа FRAM топологии 1T-1C
Докладчик
Орлов Олег Михайлович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Реализуемый проект направлен на решение проблемы создания энергонезависимой памяти нового поколения, способной заменить имеющуюся в настоящее время память на основе хранения заряда (Флэш память) с учётом возможностей отечественного производства. Конкретно проект направлен на создание одного из видов памяти нового поколения, в частности памяти на основе сегнетоэлектрических материалов, и имеет конечной целью разработку конструктивно-технологических решений в области создания энергонезависимой памяти большой ёмкости типа FRAM топологии 1T-1C.
Актуальность и новизна исследования
Задача разработки технологии производства энергонезависимой памяти типа FRAM на основе тонких плёнок оксида гафния является актуальной и новой, так как этот материал имеет ряд преимуществ по сравнению с классическими сегнетоэлектриками, в частности: хорошую совместимость с КМОП процессом, разработанные процессы АСО, низкие токи утечки, отсутствие буферных слоёв. Такая технология на текущий момент в мире не внедрена, что свидетельствует о новизне и перспективности данных исследований, в том числе и для мировой науки.
Описание исследования

Объектом исследования в настоящей работе являются элементы и ячейки энергонезависимой памяти на основе эффекта сегнетоэлектрического переключения в тонких пленках многокомпонентного оксида гафния и циркония.

В настоящей работе можно выделить несколько основных вопросов: технологические вопросы формирования активных слоев, вопросы интеграции технологии создания элементов хранения (сегнетоэлектрических конденсаторов) с традиционными КМОП процессами уровня 0,18 мкм, а также вопросы организации разработанных ячеек памяти в массивы. Исследование каждого из данных вопросов сопровождается проведением контрольных и измерительных операций различного рода с использованием современного оборудования. Так, например, в работе использовались методы дифракционной рентгеноскопии, пьезоотклика, ПЭМ (просвечивающей электронной микроскопии), АСМ (атомно-силовой микроскопии), электрических измерений, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).

Результаты исследования

Один из главных акцентов проделанной работы сделан на анализе технологических особенностей формирования структур металл-сегнетоэлектрик-металл (МСМ), которые являются элементами хранения в ячейках памяти типа FRAM, и детальная проработка вопроса интеграции данных структур с элементом выборки, представляющим собой МОП-транзистор, выполненный по технологии КМОП уровня 0,18 мкм. Результатом данной части является разработанная конструкция 1T-1C ячеек и технологический маршрут изготовления экспериментальных образцов сегнетоэлектрической памяти.

Также немаловажной частью работы являлась разработка унифицированных методик проведения экспериментальных исследований, при помощи которых возможно  определение основных характеристик экспериментальных образцов сегнетоэлектрической памяти. На основе разработанных методик  проведены исследования образцов, по результатам которых стало возможно сделать выводы о правильности разработанных конструкторско-технологических решений (КТР) создания энергонезависимой памяти типа FRAM. В результате данных исследований были определены основные характеристики экспериментальных образцов, разработанных согласно предложенным КТР, а именно: время записи информации (не более 1 мкс), рабочее напряжение (2,5-3,5 В), количество циклов записи информации (>1011) и время хранения информации (более 20 лет), а также была подтверждена возможность создания на основе разработанных КТР энергонезависимой памяти типа FRAM с ёмкостью не менее 1 Мбит.

Данные результаты свидетельствуют о высоком уровне проведенных исследований,  а полученные характеристики экспериментальных образцов соответствуют мировому уровню аналогичных изделий.

Практическая значимость исследования
На основании полученных результатов, можно с уверенностью говорить о перспективности использования разработанных конструкторско-технологических решений изготовления сегнетоэлектрической памяти для создания отечественной элементной базы энергонезависимой памяти нового поколения типа FRAM топологии 1T-1C.