我國科學(xué)家突破硅基閃存器件尺寸極限

8月13日，記者從復(fù)旦大學(xué)獲悉，該校周鵬－劉春森團(tuán)隊從界面工程出發(fā)，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。相關(guān)研究成果12日發(fā)表于國際期刊《自然·電子學(xué)》。

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(dāng)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(yīng)用需求。該研究團(tuán)隊在前期發(fā)現(xiàn)二維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑵渌俣忍嵘磺П兑陨希瑢崿F(xiàn)顛覆性的納秒級超快存儲閃存技術(shù)。但是，實現(xiàn)規(guī)模集成、走向?qū)嶋H應(yīng)用仍具有挑戰(zhàn)。

為此，研究人員開發(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)，顯示集成工藝優(yōu)于國際水平。研究人員通過嚴(yán)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(jī)制閃存在1Kb存儲規(guī)模中，在納秒級非易失編程速度下的良率可高達(dá)98％，這一良率高于國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖對閃存制造89．5％的良率要求。

同時，研究團(tuán)隊研發(fā)了不依賴先進(jìn)光刻設(shè)備的自對準(zhǔn)工藝，結(jié)合原始創(chuàng)新的超快存儲疊層電場設(shè)計理論，成功實現(xiàn)了溝道長度為8納米的超快閃存器件。該器件是目前國際最短溝道閃存器件，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、10萬次循環(huán)壽命和多態(tài)存儲性能。

研究人員介紹，此項研究工作將推動超快閃存技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。