Специалисты Samsung рассказали, как можно уменьшить DRAM до технологических норм 10 нм

На недавнем мероприятии IEDM 2015 специалисты компании Samsung Electronics рассказали о разработке памяти DRAM 20-нанометрового класса и поделились представлениями о том, можно уменьшить DRAM до технологических норм 10 нм. Этот доклад стал ответом на высказываемое в последнее время представителями отрасли мнение, что выпуск DRAM по нормам менее 20 нм невозможно.

Как известно, принцип работы ячейки DRAM построен на хранении электрического заряда в конденсаторе. Переход на все более тонкие нормы означает, что площадь конденсатора уменьшается, в результате чего ухудшается его способность выполнять требуемую функцию.

Производители нашли выход в увеличении длины конденсаторов. Сейчас отношение диаметра цилиндра к длине приближается к 100. Для наглядности: обычной карандаш характеризуется отношением 22. Даже с учетом этого приема емкость в период с 2009 по 2014 год уменьшилась примерно вдвое. Однако производство уже подошло к пределу, когда дальнейшее увеличение отношения диаметра конденсатора к длине становится невозможно. Кроме того, паразитная емкость линий, подведенных к конденсатору, становится сопоставима с его полезной емкостью. Рубежом, за которым описанный подход перестает работать, принято считать 20 нм.

Однако в Samsung придумали, как обойти ограничения.

Во-первых, используя сотовую структуру, позволяющую увеличить диаметр конденсатора примерно на 11%. Как следствие, становится возможным увеличение длины на те же 11%. Это означает, что даже при использовании прежнего диэлектрика полезная емкость увеличивается примерно на 21%. Более того, заменив сетку из конденсаторов одним (One Cylinder Storage, OCS), можно увеличить емкость на 57%. Кстати, технология OCS уже попробована Samsung на предыдущем поколении DRAM.

Во-вторых, используя технологию Air Spacer. Она позволяет уменьшить паразитную емкость за счет формирования воздушного зазора между соседними обкладками и проводниками. Эта технология, в последнее время получившая широкое распространение, позволила Samsung уменьшить паразитную емкость на 34% по сравнению с использованием изолирующего слоя Si3N4.

Остается добавить, что лидер отрасли говорит не об отвлеченных материях, представляющих чисто академический интерес. Разработки уже внедряются на производстве. Как известно, Samsung приступит к серийному выпуску памяти DRAM по нормам 18 нм во втором квартале 2016 года.

Источник: Nikkei