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东芝、IBM和AMD采用高电介质/金属栅极联合开发世界上最小的FinFET SRAM单元

上网日期: 2008年12月19日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:SRAM? 高电介质? 金属栅极? FinFET?

株式会社东芝、IBM公司和AMD公司日前宣布,三方采用鳍片场效应晶体管(FinFET)共同开发了一种静态随机存储器(SRAM)单元,其面积仅为0.128平方微米(μm2),是世界上最小的实用SRAM单元。

该存储单元采用高电介质/金属栅极(high-k/metal gate,简称HKMG)材料开发,为今后几代新技术带来了优于平面场效应晶体管(FET)单元的技术优势。SRAM单元是微处理器等大多数系统级大规模集成电路的电路部件。更小的SRAM单元面积有助于缩小处理器的尺寸,提高其处理速度,减少处理器的功耗。这项技术是12月16日在加州旧金山2008年国际电子器件会议(http://www.his.com/~iedm/general/)上,以一篇技术论文的形式公布的。

使用传统的平面晶体管来构建SRAM单元时,为了缩小晶体管的尺寸,集成电路制造商通常在器件区域添加更多杂质以调整其特性。但是,这样的调整会带来人们不希望看到的变异,破坏SRAM的稳定性。这一问题越来越重要了,在22nm及更先进的技术节点水平下问题更为突出。采用FinFET(垂直晶体管加鳍片状无掺杂硅通道),可另辟蹊径,缩小SRAM单元的尺寸,减少特性变异。

三家公司的研究人员使用高电介质/金属栅极材料制成了一个大规模FinFET SRAM单元。这是迄今为止最小的非平面FET SRAM单元,面积仅有0.128μm2;与之前报道的0.274μm2非平面FET单元相比,该集成单元面积缩小了50%还多。为了达到这个目标,开发团队优化了工艺,特别是使材料(包括高电介质/金属栅极)在非平面FinFET结构的垂直边面沉积的工艺和后续的清洗工艺。

研究人员还研究了这种大规模SRAM单元之中FinFET特性的随机变异情况,并在更小的单元尺寸条件下,模拟了SRAM单元的变异。他们证实,通道无掺杂的FinFET能使晶体管特性变异的情况减少28%以上。模拟0.063μm2(相当于或超过22nm技术节点的单元规模水平)SRAM单元的结果证明,这种FinFET SRAM单元有望在稳定运行方面带来明显优于这一代平面FET SRAM单元的优势。

三家公司成功采用高电介质/金属栅极制成了大规模FinFET SRAM单元,使FinFET成为面向22nm乃至更高水平技术节点的一种富有吸引力的晶体管结构。这项新技术是向功能更强大的实用器件迈出的新的一步。







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