针对平面结构IGZO-DRAM的密度问题,中国科学院院士、中科院微电子研究所研究员刘明团队与华为海思团队联合在2021年IEDM国际大会报道的垂直环形沟道结构IGZO FET的基础上,再次成功将器件的关键尺寸(CD)微缩至50 nm。微缩后的IGZO FET具有优秀的晶体管特性,包括约32.8 μA/μm的开态电流(Vth + 1 V时)和约92 mV/dec的亚阈值摆幅。同时,器件在-40 ℃到120 ℃的温度范围内表现出了良好的热稳定性和可靠性。
该研究成果有助于推动IGZO晶体管在高密度3D DRAM领域的应用。基于该成果的文章Vertical Channel-All-Around (CAA) IGZO FET under 50 nm CD with High Read Current of 32.8 μA/μm (Vth + 1 V), Well-performed Thermal Stability up to 120 ℃ for Low Latency, High-density 2T0C 3D DRAM Application入选2022 VLSI,且获选Highlight文章。
图1 关键尺寸(CD)50 nm的IGZO-CAA FET的截面电镜图
图2 关键尺寸(CD)50 nm的IGZO-CAA FET的转移输出曲线