中國科學院微電子研究所劉明團隊在1Mb 28nm嵌入式阻變存儲器測試芯片以及8層堆疊的高密度三維阻變存儲器陣列研究方面取得新進展。

　　以RRAM和MRAM為代表的新型存儲器被認為是28nm及后續(xù)工藝節(jié)點中嵌入式存儲的主要解決方案。劉明團隊在RRAM方向具有長達10年的研究積累，于2015年開始聯(lián)合中芯國際、國網(wǎng)智芯等單位，以產(chǎn)學研合作方式共同推進RRAM的實用化。經(jīng)過兩年多的努力，在中芯國際28nm平臺上完成了工藝流程的開發(fā)與驗證，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計實現(xiàn)了規(guī)模為1Mb的測試芯片。

　　垂直結(jié)構(gòu)的高密度三維交叉陣列，結(jié)合了3D-Xpoint以及3D-NAND兩種架構(gòu)的優(yōu)勢，具有制備工藝簡單，成本低廉以及集成密度高等優(yōu)點。劉明團隊在前期四層堆疊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上(IEDM 2015 10.2、VLSI 2016 8.4)實現(xiàn)了8層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，進一步驗證了RRAM三維結(jié)構(gòu)微縮至5nm以下的可能性。

　　相關(guān)研究成果分別以 BEOL Based RRAM with One Extra-mask for Low Cost, Highly Reliable Embedded Application in 28 nm Node and Beyond 和 8-Layers 3D Vertical RRAM with Excellent Scalability towards Storage Class Memory Applications 為題在2017年國際電子器件大會上進行了匯報發(fā)言。

(a)28nm RRAM 1Mb芯片版圖;(b)28nm RRAM單元TEM界面圖

8層堆疊RRAM截面圖