使用SOI(绝缘体上硅)底板、用于提高面向混载用途的无电容器DRAM工艺水平和运行速度的技术,在美国华盛顿特区召开的“2005年国际电子器件会议 (IEDM)”上已经亮相。东芝发表了使用90nm工艺的128Mbit产品(演讲序号:13.1)。美国T-RAM公司利用在SOI底板的硅薄膜部位形 成的晶闸管(Thyristor)基极区(Base Region)积蓄电荷的手法,将写入时间缩短到了2ns(演讲序号:13.2)。
在源极线和字线上使用铜
东芝在应用90nm工艺时对过去开发的无电容器DRAM进行了2项改进。第一,在构成单元阵列外部电路的晶体管阱区(Well Region)添加了在n型区进行了掺杂的深阱区。由此,在为提高读取信号强度而施加底板偏压时,抑制了由底板表面传导到背面的泄漏电流的产生。第二,在 源极线和字线材料中首次采用了铜,不仅提高了运行速度,同时还提高了与现已导入铜布线的90nm逻辑工艺之间的兼容性。
试制样品的单元面积达到了相当于6.2F2(F为位线的半间距)的0.17μm2。芯片尺寸为7.6mm×8.5mm。上部硅膜的厚度为55nm,嵌入氧化膜(BOX)的厚度为25nm,以全空乏方式运行。
在晶闸管基极区积蓄电荷
T-RAM公司的无电容器DRAM在硅薄膜上形成了由p型(正极)/n型/p型(基极)/n型(负极)结构组成的晶闸管,在栅电极正下方 的基极区积蓄电荷。正极与位线、负极与字线、栅电极与写入线连接,利用施加给上述部位的电压组合,进行数据的写入与读取。其特点是,与东芝等将转化为轰击 离子(impact ion)的电荷积蓄在管体部位的方式相比,不仅能够提高运行速度,而且还能避免产生GIDL(Gate Induced Drain Leakage,栅极引发漏极泄漏电流)。
该公司使用130nm工艺进行了试制,实现了相当于9F2(F为位线的半间距)的单元面积和2ns的写入时间。读取电流的导通截止比高达10的7次方。
有关内存技术的最新动向,在“第4届半导体内存研讨会”上,东芝等准备发表演讲。