Микроэлектроникийн хүрээлэнгийн академич Лю Мингийн боловсруулж, зохион бүтээсэн шинэ төрлийн гафнид суурилсан төмөр цахилгаан санах ойн чипийг 2023 онд болсон IEEE Олон улсын хатуу биетийн хэлхээний бага хуралд (ISSCC) танилцуулсан нь нэгдсэн хэлхээний дизайны хамгийн өндөр түвшин юм.
Өндөр хүчин чадалтай суулгагдсан тогтворгүй санах ой (eNVM) нь өргөн хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэл, бие даасан тээврийн хэрэгсэл, үйлдвэрлэлийн удирдлага, эд зүйлсийн интернетэд зориулсан захын төхөөрөмжүүдэд SOC чипүүдийн эрэлт хэрэгцээ ихтэй байдаг.Ferroelectric санах ой (FeRAM) нь өндөр найдвартай, хэт бага эрчим хүч зарцуулдаг, өндөр хурдтай зэрэг давуу талтай.Энэ нь бодит цаг хугацаанд их хэмжээний өгөгдөл бичих, өгөгдлийг байнга унших, бичих, бага эрчим хүч зарцуулдаг, суулгагдсан SoC/SiP бүтээгдэхүүнүүдэд өргөн хэрэглэгддэг.PZT материал дээр суурилсан төмөр цахилгаан санах ой нь их хэмжээний үйлдвэрлэлд хүрсэн боловч түүний материал нь CMOS технологид нийцэхгүй, агшихад хэцүү тул уламжлалт төмөр цахилгаан санах ойг хөгжүүлэх үйл явцад ноцтой саад учруулж, суулгагдсан интеграцид тусдаа үйлдвэрлэлийн шугамын дэмжлэг шаардлагатай, алдаршуулахад хэцүү байдаг. их хэмжээгээр.Гафнид суурилсан шинэ төмөр цахилгаан санах ойн жижгэвтэр чанар, CMOS технологитой нийцэж байгаа нь түүнийг эрдэм шинжилгээний болон үйлдвэрлэлийн нийтлэг судалгааны халуун цэг болгож байна.Гафнид суурилсан төмөр цахилгаан санах ой нь дараагийн үеийн шинэ санах ойн хөгжлийн чухал чиглэл гэж тооцогддог.Одоогийн байдлаар гафнид суурилсан төмөр цахилгаан санах ойн судалгаанд нэгжийн найдвартай байдал хангалтгүй, иж бүрэн захын хэлхээ бүхий чипийн дизайн дутмаг, чипийн түвшний гүйцэтгэлийг цаашид баталгаажуулах зэрэг асуудлууд байсаар байгаа нь eNVM-д хэрэглэхийг хязгаарладаг.
Гафнид суурилсан төмөр цахилгаан санах ойд тулгардаг бэрхшээлийг даван туулахын тулд Микроэлектроникийн хүрээлэнгийн академич Лю Мингийн баг том хэмжээний интеграцийн платформ дээр суурилсан мегаб магнитудын FeRAM туршилтын чипийг дэлхийд анх удаа зохион бүтээж, хэрэгжүүлэв. CMOS-тай нийцтэй гафнид суурилсан төмөр цахилгаан санах ойг бүтээж, 130 нм CMOS процесст HZO төмөр цахилгаан конденсаторыг том хэмжээний интеграцчилал амжилттай гүйцэтгэсэн.Температур мэдрэгчтэй ECC-ийн тусламжтай бичих хөтчийн хэлхээ, автоматаар офсетийг арилгах мэдрэмтгий өсгөгчийн хэлхээг санал болгож, 1012 мөчлөгийн бат бөх чанар, 7 ns бичих, 5 ns унших хугацаа зэрэгт хүрсэн нь одоогоор мэдээлэгдсэн хамгийн сайн түвшин юм.
ISSCC 2023-д сонгогдсон “ECC-ийн тусламжтай өгөгдлийг сэргээх ашиглан 5/7 ns унших/бичих чадвартай, 1012 мөчлөгт тэсвэрлэх чадвар бүхий 9 Mb HZO-д суурилсан Embedded FeRAM” бүтээл нь үр дүн болон Offset-Canceled Sense Amplifier” дээр үндэслэсэн болно. Уг чипийг ISSCC-ийн Demo Session дээр сонгон авч хуралд харуулахаар болсон.Уг нийтлэлийн анхны зохиогч нь Ян Жиангуо, холбогдох зохиогч нь Лю Мин юм.
Холбогдох ажлыг БНХАУ-ын Байгалийн шинжлэх ухааны үндэсний сан, Шинжлэх ухаан, технологийн яамны үндэсний гол судалгаа, хөгжлийн хөтөлбөр, Хятадын Шинжлэх ухааны академийн В зэрэглэлийн туршилтын төсөл дэмжин ажиллаж байна.
(9Mb Hafnium дээр суурилсан FeRAM чип болон чипийн гүйцэтгэлийн туршилтын зураг)
Шуудангийн цаг: 2023 оны 4-р сарын 15