DRAM缩放趋势及以后
Jeongdong Choe博士
在DRAM细胞缩放方面，我们指的是三星，SK hynix和Micron DRAM产品的细胞音调趋势，包括活动，WL和BL螺距。
尽管Micron已更改了细胞设计并删除了自D1X生成以来的隔离门线，但是所有的音调均已逐渐缩小。主动音高小于WL和BL音高，而6F2迄今为止，细胞设计一直是主流。
一旦我们保持6F2细胞设计和过程集成，包括BCAT细胞结构，笨重的鞍形鳍型活动，存储节点着陆垫和插头，BL气隙间隔，圆柱形或准圆柱形电容器以及带有ALO/// BL的COB（电容器）基于ZRO的电容器电介质，DRAM技术扩展可能有限制。在这里，从主要参与者的DRAM D/R趋势来自当前和未来几代（例如1Z，1B和1C基准测试结果）的趋势，它已经饱和，10 nm可能是6F的最后一个节点2DRAM细胞。
DRAM铸造厂渴望通过开发更多创新的技术，材料和方法（例如Gate Work功能工程，HKMG，传感余量）以及速度提高，行锤缩放和更高的NA EUV工具（图1）。之后，对于2028年或更高版本，将需要一些不同的方法和原型DRAM细胞整合，例如，2T0C无电容的DRAM电池，含有impasium-Gallium-Zinc-氧化物（IGZO）稀薄的DRAM细胞积分较高的速度和较高的速度。-FILM晶体管（TFTS）。
图1. DRAM细胞尺寸趋势和技术预测
关于DRAM细胞缩放和操作，细胞电容是关键字之一。DRAM细胞电容已逐渐减小，并且AS设备尺度的范围一直延伸，并且D1Z和D1A细胞电容现在低于10 FF/Cell。高K介电层厚度也缩小到7或6 nm，以增加电容。例如，电容器工艺的集成已经从圆柱电容器变为准圆柱电容器，例如，从SK Hynix D1Y和D1Z生成以及三星D1Z生成，以及高K介电材料更改并更改并优化，例如，从Micron D1Y和D1Z Generation。
由于这些变化，例如，SK Hynix采用了新的S/A晶体管结构，例如嵌入式通道来提高TR可靠性。从细胞设计的物理限制来看，D1C生成的细胞电容可能会进一步降低到6或5 FF/Cell，但是，制造商希望以超过6或7的FF/Cell保持其状态。为此，应开发和应用更可靠和超薄的更高K介电层沉积工具。
用ZRO减少泄漏电流2（NBO）/al2o3基于10 nm技术节点的基于基于纳米胶质的纳米氨基酯可能是不现实的。我们知道，在保持细胞电容（> 7ff/cell）的同时，进一步缩小细胞和电容器会变得非常困难，并且需要具有较高介电常数的材料（k> 50）。电容器材料的候选物之一将是钛酸盐（STO），带有RU电极，通常的带隙低于3.5 eV。在这种情况下，RU将是一种选择金属，因为它的高功函数通过确保电极和电介质之间的高传导带偏移来积极影响泄漏电流密度。此外，ru氧化物是导电性的，因此不会导致EOT。Sto/ru的可伸缩性看起来<0.5 nm eot。
图2. DRAM细胞D/R收缩系数（SF）趋势
DRAM细胞整合已保持6F2基于每个DRAM铸造厂的基于细胞设计。关于DRAM细胞上的D/R（设计规则），图2显示了三星，SK hynix和Micron，D2X，D2X至D1Z生成的D/R上的收缩系数（SF）趋势。例如，多年来，微米一直保持0.75〜0.85，但是对于D1Z，收缩系数增加到0.92。对于三星和SK Hynix，SFS也增加了一代。
特别是对于D1Z的生成，它们超过0.92，这意味着它越来越难以缩小DRAM细胞。在接下来的三代中，DRAM单元格上的SF可能会超过0.9，D1A，D1B和D1C以6F的速度保持超过0.92BCAT 1T+1C集成。
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Jeongdong Choe博士的见解，分析和趋势
（TechInsights高级技术研究员）
