Electronics Research Division [Yoshikawa Hiroyuki의 회장] (이하 "AIST"라고 불리는)은 하나의 트랜지스터 만 사용하여 기억 일 것으로 예상됩니다Ferroelectric게이트 필드 효과 트랜지스터 (1tr type바카라 게임또는 1tr 유형의 강유전성 메모리)가 성공적으로 개발되어 우수한 메모리 특성을 보여줍니다
○ 차세대 강유전성 메모리의 실제 적용을 향한 큰 진전
현재 상업적으로 이용 가능하고 개발중인 개발중인 기존의 바카라 게임은 현재 시장에서 판매되고 있으며, 하나의 메모리가 2 개의 트랜지스터와 2 개의 강유전 전기 커패시터 (2T2C) 또는 하나의 트랜지스터 및 1 개의 강유전 전기 커패시터 (1T1C)로 구성되어 있기 때문에 1 비트의 영역은 큰Super Gbit 클래스의 높은 통합 어렵다
원칙적으로, 1TR 유형의 바카라 게임은 메모리 영역이 작지만 데이터 보유 시간은 하루 정도 짧았 기 때문에 초고속 통합 된 바카라 게임 일 것으로 예상됩니다 따라서 실용적 사용에 대한 전망은 없기 때문에 (일부 회사는 현재 일본의 연구 및 개발에 대한 연구가 진행 중이지만,이 문제는 아직 극복되지 않았습니다)
이번에는 AIST에서 개발 된 1TR 유형 바카라 게임은 데이터 쓰기 (106몇 초 후에도 "1"및 "0"정보에 대한 읽기 전류의 비율은 6 자리 이상으로 남아 있습니다 이것은 세계에서 1tr 유형 바카라 게임의 실제 적용을위한 길을 열어 놓은 것으로 알려질 수 있습니다
○레이저 증착 방법및 고품질의 강유전체버퍼 레이어
기술적 돌파구는 강유전 전기 (SRBI2ta2O9)를 사용하여, 새로운 하프 늄 (HF) 복합 산화물 재료를 완충 층 (실리콘 기판과 강유전성 사이)으로 채택했으며, 이들 강유전성 및 완충제를 스택하는 기술이 성공적으로 개발되었다 레이저 증기 증착 방법은 재료의 물리적 특성을 노출시키는 훌륭한 방법이며, 고품질 적층 필름 형성을 가능하게합니다 또한 새로운 재료는 더 밀도가 높습니다비정형필름이 형성되어 버퍼 층의 절연 누출 전류가 감소했습니다 이러한 기술 개발은 데이터 보유 특성을 극적으로 개선했습니다
앞으로이 결과는 데이터 보유 특성의 장애물을 능가했으며 메모리의 작동 전압 감소와 같은 성능을 더욱 향상시키는 것을 목표로합니다 또한이 회사는 메모리뿐만 아니라 재 작성 가능한 논리 회로로서 개발하고 플라스틱 장치로 개발할 계획입니다
또한이 연구 및 개발의 기초 인 일부 레이저 프로세스 기술은 1999 년부터 2001 년까지 경제 산업 산업 과학 및 기술 연구 개발 시스템 인 "차세대 강유전성 메모리 연구 및 개발 프로젝트"에서 1999 년부터 2001 년까지 개발되었습니다
DRAM을 대체하기위한 대용량, 고속, 비 휘발성 메모리의 개발은 현재 전 세계에서 수행되고 있습니다 Ferroelectrics (Ferroelectric Random Access Memory)는 이미 대량 생산되었으며 작지만 시장에 출시되었습니다 [그림 1 (왼쪽)]에 표시된 바와 같이,이 메모리는 커패시터와 가장 작은 단위 (셀)가 강유전성 물질로 만들어지는 트랜지스터로 구성되며, 커패시터에 저장된 전하의 양을 직접 읽는 방법이므로 (고도로 통합 된) 능력에 제한이 있습니다 이러한 유형의 바카라 게임은 당분간 DRAM을 대체하는 대용량 메모리가 될 것으로 예상되지만 용량의 추가 증가를 수용 할 수는 없습니다
AIST에 의해 개발중인 1tr 유형 바카라 게임 [그림 1 (오른쪽)]은 강유전 전기 필름으로 대체 된 단일 필드 효과 트랜지스터의 게이트 절연 필름을 보여주고 셀에 필요한 영역은 트랜지스터로 제한됩니다 이 메모리는 강유전 전기 필름에 저장됩니다전극[그림 2] 데이터 저장 상태는 전도성 채널의 양쪽 끝에 배수 및 소스 전극 사이에 전압을 적용하고 전류 흐름이 있는지 여부에 따라 결정됩니다 구조가 단순하고 필요한 영역이 작고, 강유전 상태의 상태를 제어하여 트랜지스터의 전도성 채널을 열고 닫을 수 있습니다 이러한 방식으로, 1tr 유형 바카라 게임은 소형화 (높은 통합), 즉 대용량에 적합한 궁극적 인 반도체 메모리가 될 것으로 예상되었지만, 반도체 표면의 고품질을 달성하기가 어렵고, 중합 전기의 고품질을 달성하기는 어렵고, 메모리의 기초 인 짧은 데이터 보유 시간의 문제는 특히 남아 있습니다
이번에 AIST는 고품질의 강유전체 및 완충 층 (강유전 전기 및 반도체 실리콘 사이)을 개발하여 상기 문제를 해결하기 위해 레이저 증기 증착을 사용하는 박막 스태킹 기술을 개발했습니다 이것은 1tr 유형 바카라 게임의 GBIT보다 더 큰 용량으로가는 경로를 열었습니다
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그림 1 종래의 바카라 게임 (왼쪽) 및 1tr 바카라 게임 (오른쪽)의 구성 비교
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그림 2 1tr 유형 바카라 게임의 구조
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(1) 레이저 증착에 의한 고품질의 강유 전기 및 완충 층으로 구성된 박막 라미네이션 기술 개발
레이저 증착 방법에서, 대상이 레이저 펄스로 조사 될 때, 조사 된 부분 만 빠르게 증발하므로, 표적을 구성하는 재료의 특성은 기질 상에 쌓인 박막의 특성에 직접 반사된다 따라서 고품질의 박막을 쉽게 얻을 수 있습니다 이 레이저 증착 방법의 특성 외에도, 우리는 성장 용기 내부의 압력, 가스 부피, 기질 온도 등을 최적화하려고 노력했습니다 또한, 하프 늄 (HF) 복합 산화물 물질은 안정적인 비정질 완충 층을 형성하기 위해 완충 층으로서 새로 채택되었다 이 강유전체 (SRBI)는 밀도가 낮고 낮은 누설 전류를 갖습니다2ta2O9) 및 얇은 버퍼 층 층이 실현되었고 1tr 유형 바카라 게임이 개발되었습니다
(2) 장기 데이터 보존 확인
1tr 유형 바카라 게임은 실리콘 기판에 제작되었다 [그림 3 (왼쪽) (오른쪽)] 게이트 절연 필름 Ferroelectric은 SRBI2TA2O9입니다 데이터는 게이트 전극에 양수 및 음의 전압 펄스를 적용하여 작성됩니다 양의 6V 펄스가 적용되고 전압 VD가 드레인 전극에 적용되면, 충분한 전류 ID가 전도성 채널을 통해 흐르고 (정보 "1"으로 정의 됨) 음의 6V 펄스가 적용된 후에도 VD가 첨부 된 경우에도 현재 ID는 무시할 수 있습니다 (그림 4] 다음으로, 데이터가 작성된 후, 데이터 보유 특성은 측정됩니다 [그림 5] 수평 축은 데이터가 작성된 후 시간을 나타내고, 수직 축은 전압이 드레인 전극에 적용될 때 전류 ID를 나타냅니다 정보 "1"및 "0"에 대한 읽기 전류의 비율이 크면 "1"및 "0"상태를 식별 할 수 있으므로이 현재 비율은 데이터 보존 성능의 지표입니다 데이터 작성 직후 (1 초 후),이 비율은 약 7 자리이며, 106 초 (약 12 일) 이후에도이 비율은 매우 크고 6 자리로 유지됩니다 이 비율이 두 자리 인 경우 "1"및 "0"의 상태를 식별 할 수 있으므로이 추세를 외삽한다는 것은 데이터 보존이 연간 매년 실현됨을 의미합니다
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그림 3 : 제작 된 1TR 유형 바카라 게임의 단면 스캐닝 현미경 (왼쪽) 및 상단 광학 현미경 사진 (오른쪽)
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그림 4 저장된 정보의 읽기 특성 "1"및 "0"
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그림 5 : 저장된 정보의 특성 유지 "1"및 "0"
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이 결과는 데이터 보유 특성의 장애물을 능가했으며 메모리의 작동 전압 감소와 같은 성능을 더욱 향상시키는 것을 목표로합니다 또한 회사는 메모리뿐만 아니라 재 작성 가능한 논리 회로 및 플라스틱 장치로도 개발할 것입니다