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微电子所成功开发64Mb阻变存储器晶圆
2017-01-22 | 编辑:先导中心 高建峰 杨涛 | 【 【打印】【关闭】
 

近日,微电子所集成电路先导工艺研发中心在阻变存储器(ReRAM)及其与标准CMOS工艺集成研究上取得进展。

ReRAM作为新型的非易失性存储技术,具有读写速度快、操作电压低、使用寿命长、尺寸微缩性好及与CMOS工艺兼容性好等优点,一直备受产业界关注。微电子所先导中心赵超研究员团队联合国内具有世界主流大容量存储器核心设计开发技术的西安紫光国芯半导体有限公司(原西安华芯半导体有限公司)任奇伟设计开发团队,以及清华大学、北京大学、微电子所微电子器件与集成技术重点实验室和西安交通大学,在基于逻辑代工厂完成前端工艺的晶圆上,依托中心8英寸CMOS先导工艺研发平台,完成了64Mb ReRAM和内嵌ReRAM IP的SOC的阻变存储后端集成工艺开发与验证,制造完成整个芯片流片。开发的基于HfOx材料的 ReRAM单元一致性、持久力等性能良好,阵列制备工艺简单,不仅与CMOS工艺完全兼容,而且仅增加两层掩膜版,可快速低成本与逻辑工艺集成。该集成方案结合了代工厂工艺稳定和实验室工艺灵活的优点,充分体现了产学研通力合作的特点,不仅为ReRAM制备工艺转向代工厂提供前期技术储备,也为新型存储技术的开发提供了一个研究开发平台。

64Mb ReRAM芯片和内嵌ReRAM IP的SOC由紫光国芯等单位共同设计,在实现基于ReRAM存储机理和单元特性的读写电路、芯片构架、可测试性设计、冗余设计、纠错设计和系统访问管理等关键技术方面实现了突破和创新。两款芯片均已经在相关验证系统完成了应用演示等相关测试,其中64Mb ReRAM芯片可成功实现数据文件、图形文件及多媒体文件的读写编辑及实时播放操作,在功耗、速度和寿命等方面取得了令人满意的效果。

64Mb ReRAM die照片                            紫光国芯大厦——原图

      紫光国芯大厦——原始阵列储存图             紫光国芯大厦——冗余修复和ECC纠错后存储图

 

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