復旦大學周鵬-劉春森團隊實現(xiàn)納秒編程閃存規(guī)模集成和8納米極限微縮

來源：在職研究生招生信息網(wǎng) 發(fā)布時間：2024-08-20 16:20:42

　　人工智能的飛速發(fā)展迫切需要高速非易失存儲技術(shù)。當前主流非易失閃存的編程速度普遍在百微秒級，無法支撐應用需求。復旦大學周鵬-劉春森團隊前期研究表明二維半導體結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑵渌俣忍嵘磺П兑陨?，實現(xiàn)顛覆性的納秒級超快存儲閃存技術(shù)。然而，如何實現(xiàn)規(guī)模集成、走向真正實際應用仍極具挑戰(zhàn)。

　　從界面工程出發(fā)，團隊在國際上首次實現(xiàn)了最大規(guī)模1Kb 納秒超快閃存陣列集成驗證，并證明了其超快特性可延伸至亞10納米。北京時間8月12日下午5點，相關成果以《二維超快閃存的規(guī)模集成工藝》(“A scalable integration process for ultrafast two-dimensional flash memory”)為題發(fā)表于國際頂尖期刊《自然-電子學》(Nature Electronics)。

　　團隊開發(fā)了超界面工程技術(shù)，在規(guī)?；S閃存中實現(xiàn)了具備原子級平整度的異質(zhì)界面，結(jié)合高精度的表征技術(shù)，顯示集成工藝顯著優(yōu)于國際水平。通過嚴格的直流存儲窗口、交流脈沖存儲性能測試，證實了二維新機制閃存在1Kb存儲規(guī)模中，納秒級非易失編程速度下良率高達98%，這一良率已高于國際半導體技術(shù)路線圖(International Technology Roadmap for Semiconductors)對閃存制造89.5%的良率要求。

　　同時，研究團隊研發(fā)了不依賴先進光刻設備的自對準工藝，結(jié)合原始創(chuàng)新的超快存儲疊層電場設計理論，成功實現(xiàn)了溝道長度為8納米的超快閃存器件，是當前國際最短溝道閃存器件，并突破了硅基閃存物理尺寸極限(約15納米)。在原子級薄層溝道支持下，這一超小尺寸器件具備20納秒超快編程、10年非易失、十萬次循環(huán)壽命和多態(tài)存儲性能。本工作將極大推動超快顛覆性閃存技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應用。

　　復旦大學集成芯片與系統(tǒng)全國重點實驗室、芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院劉春森研究員和微電子學院周鵬教授為論文通訊作者，劉春森研究員和博士生江勇波、曹振遠為論文第一作者。研究工作得到了科技部重點研發(fā)計劃、基金委重要領軍人才計劃、上海市基礎研究特區(qū)計劃、上海市啟明星等項目的資助，以及教育部創(chuàng)新平臺的支持。

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