中科院研發(fā)出高性能單晶硅溝道3D NOR儲存器

NOR閃存以速度快、可靠性高和使用壽命長等優(yōu)勢，在人工智能、汽車電子和工業(yè)領域中發(fā)揮著重要作用。目前，普遍使用的平面NOR閃存在50納米以下技術代的尺寸微縮遇到瓶頸，難以進一步提升集成密度、優(yōu)化器件性能以及降低制造成本。為突破上述瓶頸，科研人員提出多種基于多晶硅溝道的三維NOR（3D NOR）器件，但多晶硅溝道遷移率低、讀取速度慢，影響NOR器件整體性能。

近日，中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發(fā)中心研究員朱慧瓏團隊利用研發(fā)的垂直晶體管新工藝，制備出高性能的單晶溝道3D NOR閃存器件。該器件上下疊置的晶體管既具單晶硅溝道的高性能優(yōu)勢，又具三維一體集成的制造成本低的優(yōu)點。該器件可在獲得同等或優(yōu)于單晶硅溝道平面NOR閃存器件性能的同時，無需升級光刻機也可大幅提高存儲器集成密度、增加存儲容量?？蒲袌F隊研制的3′3′2三維NOR閃存陣列實現了正常讀寫和擦除，達到了讀電流及編程、擦除速度與二維NOR閃存器件相當的目標，且新制程與主流硅基工藝兼容，便于應用。

相關研究成果作為封面文章和“編輯特選”（Editors Picks）文章，以A Novel 3D NOR Flash with Single-Crystal Silicon Channel: Devices, Integration, and Architecture為題，發(fā)表在《電子器件快報》（IEEE Electron Device Letters）上。研究工作得到中科院自主部署項目的支持。

圖1.刊登在Electron Device Letters封面上的單晶硅3D NOR電路架構（上）及垂直溝道晶體管結構（下）

圖2.單晶硅溝道3D NOR器件及電性實驗結果：（a）器件TEM截圖（左）及溝道局部放大圖（右），（b）編程特性，（c）擦除特性

審核編輯 ：李倩