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近日，由ARM 分拆出來的公司 Cerfe Labs Inc.（德克薩斯州奧斯汀）發布了關于鐵電材料進展的最新消息，行業稱贊其工作是一項突破，因為它將允許鐵電非易失性存儲器擴展到當前的 CMOS 工藝節點。

Cerfe 高管 Lucian Shifren 和 Greg Yeric 以及合作伙伴公司 Symetrix Corp.（科羅拉多斯普林斯，科羅拉多州）的 Carlos Paz de Araujo 教授聲稱已經確定了一種具有足夠低退火溫度的自發鐵電材料，適用于 FeFET 和 FeRAM 器件使用領先的 CMOS 工藝節點制造。

作者繼續表示，該技術可用于 DRAM 和 3D-NAND 應用，甚至可用于非易失性邏輯晶體管，這可能會影響高能效系統的設計。

更新沒有識別一種或多種材料，而是談論“真正的”或自發的鐵電材料，它們提供低泄漏和無應變的低電壓鐵電體。

根據更新，設備是使用工程鐵電材料和設備工程的組合制造的。顯示的結果具有 400C 的最高退火溫度，只需保持幾分鐘而不是幾小時。

Cerfe 聲稱它有多個“旋鈕”可以操作來調整材料——包括退火溫度、成分、燒結和摻雜——并且正在向 350C 的退火溫度邁進。

“我們將結果稱為‘SNAP Ferro’。SNAP Ferro 可以集成在兩個電極之間，用于標準 FeRAM 類設備，并且還與所有 CMOS 節點兼容，并添加了行業標準的界面氧化物，”作者說。

結果涵蓋了在 0.2V 和 8V 之間可調的遲滯窗口、據稱處于商業可行水平的泄漏電流和高溫操作。

該更新沒有提供用于定義 SNAP FeRAM 和 FeFET 器件的最小平面幾何形狀的詳細信息，但鑒于這項工作是在實驗室完成的，它們不太可能接近前沿。

作者表示，SNAP Ferro 堆棧的厚度為 40 到 50 納米，但這受到實驗室旋涂工藝的限制，可以做得更薄。

盡管最著名的是研究不同的非易失性存儲器，即基于金屬氧化物系統中莫特躍遷的相關電子存儲器，但 Cerfe 名稱是相關電子 RAM 和鐵電體的縮寫。

作者指出，1990 年代使用的鐵電材料需要比 130 納米以上工藝節點可接受的更高的退火溫度。結果，鐵電非易失性存儲器近來已不再使用。目前，人們對作為鐵電材料的鉿鋯氧化物以及由應變和/或空位缺陷引起的鐵電性產生了濃厚的興趣。

然而，作者對 HfZrO 持批評態度，指出它不是鐵電材料，而是一種具有亞穩態的材料，表現出鐵電特性，并且所需的高開關場強會導致材料擊穿。談到 HfZrO 和氮化鋁，作者說：“我們沒有看到或相信這些材料有解決方案的空間。”

ReRAM的新進展

近日，Weebit Nano Ltd. (Hod Hasharon, Israel) 展示了 ovonic 閾值開關 (OTS) selector與其基于氧化物的 ReRAM 非易失性存儲器的集成。

該公司宣布打算在 2020 年 2 月優化其氧化硅 ReRAM的selector。

Weebit 與開發合作伙伴CEA-Leti合作。CEA-Leti 在為相變存儲器陣列創建 OTS selector方面積累了豐富的經驗。

OTS 通常是基于電極交叉點的鍺硒，因此它可以位于所選存儲單元的下方或上方。

selector在兩端存儲器中起著關鍵作用，因為它選擇被尋址的存儲器單元并防止繞過選定單元通過陣列的潛路徑。

Weebit 說，它將實現 3D 內存堆疊和交叉內存架構。

Weebit 斷言，在嵌入式存儲器的情況下，晶體管通常用作選擇器設備。但在獨立存儲器的情況下，這在芯片面積方面成本太高。OTS 交叉點開關允許選擇器與存儲單元堆疊并啟用 4F2 的位單元大小。

“Weebit 將 ReRAM 與 OTS selector相結合，有望擴展到新內存芯片所需的先進工藝和高內存密度，”Objective Analysis 的 Jim Handy 在 Weebit 發表的一份聲明中說。

Weebit 首席執行官 Coby Hanoch 在同一份聲明中表示：“我們看到了獨立ReRAM 的廣泛機會，從 NOR 閃存到存儲級存儲器，在一系列領域。鑒于我們對獨立解決方案的 2024 年目標，我們預計其他機會也會出現。”

Hanoch 表示，Weebit 近期專注于開發嵌入式內存模塊，正在取得進展。

這幾種新型存儲取得突破

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