研究团队研发出CMOS兼容的3D铁电存储器 功耗低且速度快

据外媒报道，随着超级智能和超级互联的第四次工业革命的到来，存储器的密度和性能变得越来越重要。目前使用最广泛的存储器是NAND闪存，它使用电荷捕获技术来存储信息。因此，存在诸如高功耗、慢操作速度和重复写入/擦除数据之类的问题，这些问题容易造成损坏。为此，浦项科技大学的研究团队最近开发了一种铁电存储器，其性能在操作速度、功耗和器件可靠性方面远远超过传统闪存。

由POSTECH材料科学与工程系的Jang Sik Lee教授、博士候选人Min Kyu Kim和Ik Jyae Kim领导的研究团队，展示了一种使用二氧化铪基铁电体和氧化物半导体生产铁电存储器的特殊方法，其存储性能远优于传统闪存和以前的钙钛矿铁电存储器。器件仿真结果表明，该方法可以实现超高密度的三维存储器集成。铁电存储器由于其高操作速度和低功耗性能而一直受到关注。然而，由于操作温度高、难以缩放以及与传统半导体工艺不兼容，商业化尚不可能。研究团队通过使用基于二氧化铪的铁电体和氧化物半导体解决了上述问题。新材料和结构确保低功耗，同时保持高运行速度。使用氧化物半导体作为沟道材料可以降低操作温度并抑制不必要的界面层形成，从而实现高稳定性。研究结果表明，这种存储器可以在比传统闪存低四倍的电压下工作，其工作速度比传统闪存快几百倍。即使数据被重复写入和擦除超过1亿次，它仍然可以保持稳定。此外，通过原子层沉积堆叠铁电材料和氧化物半导体，该存储器也适用于3D器件制造加工技术。研究团队提出，高性能器件可以在400°C下制造，并且工艺比传统的闪存器件更简单。这项研究的负责人Jang Sik Lee教授说， “我们开发了核心技术，克服了传统3D NAND闪存的限制，开发了新一代高度集成的高性能存储器。这项技术不仅适用于下一代存储设备，还适用于通用存储器和内存计算，这对人工智能和自动驾驶汽车等行业至关重要未来

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