微電子所等成功開發(fā)64Mb阻變存儲(chǔ)器晶圓

　　近日，中國(guó)科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心在阻變存儲(chǔ)器（ReRAM）及其與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝集成研究中取得進(jìn)展。

　　ReRAM作為新型的非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，具有讀寫速度快、操作電壓低、使用壽命長(zhǎng)、尺寸微縮性好及與CMOS工藝兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，一直備受產(chǎn)業(yè)界關(guān)注。微電子所先導(dǎo)中心研究員趙超團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)具有世界主流大容量存儲(chǔ)器核心設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)的西安紫光國(guó)芯半導(dǎo)體有限公司（原西安華芯半導(dǎo)體有限公司）任奇?zhèn)ピO(shè)計(jì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，以及清華大學(xué)、北京大學(xué)、微電子所微電子器件與集成技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和西安交通大學(xué)，在基于邏輯代工廠完成前端工藝的晶圓上，依托中心8英寸CMOS先導(dǎo)工藝研發(fā)平臺(tái)，完成了64Mb ReRAM和內(nèi)嵌ReRAM IP的SOC的阻變存儲(chǔ)后端集成工藝開發(fā)與驗(yàn)證，制造完成整個(gè)芯片流片。開發(fā)的基于HfOx材料的 ReRAM單元一致性、持久力等性能良好，陣列制備工藝簡(jiǎn)單，不僅與CMOS工藝完全兼容，而且僅增加兩層掩膜版，可快速低成本與邏輯工藝集成。該集成方案結(jié)合了代工廠工藝穩(wěn)定和實(shí)驗(yàn)室工藝靈活的優(yōu)點(diǎn)，充分體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研通力合作的特點(diǎn)，不僅為ReRAM制備工藝轉(zhuǎn)向代工廠提供前期技術(shù)儲(chǔ)備，也為新型存儲(chǔ)技術(shù)的開發(fā)提供了一個(gè)研究開發(fā)平臺(tái)。

　　64Mb ReRAM芯片和內(nèi)嵌ReRAM IP的SOC由紫光國(guó)芯等單位共同設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)基于ReRAM存儲(chǔ)機(jī)理和單元特性的讀寫電路、芯片構(gòu)架、可測(cè)試性設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)訪問管理等關(guān)鍵技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了突破和創(chuàng)新。兩款芯片均已經(jīng)在相關(guān)驗(yàn)證系統(tǒng)完成了應(yīng)用演示等相關(guān)測(cè)試，其中64Mb ReRAM芯片可成功實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)文件、圖形文件及多媒體文件的讀寫編輯及實(shí)時(shí)播放操作，在功耗、速度和壽命等方面取得了令人滿意的效果。

64Mb ReRAM die照片                   紫光國(guó)芯大廈——原圖

紫光國(guó)芯大廈——原始陣列儲(chǔ)存圖      紫光國(guó)芯大廈——冗余修復(fù)和ECC糾錯(cuò)后存儲(chǔ)圖