Оперативната памет никога не стига: Белгийски учени създадоха прототип на 120-слойна 3D DRAM памет

Изследователи от белгийския център Imec и Университета в Гент (UGent) са разработили и тествали технология за отглеждане на многослойна структура за производство на 3D DRAM памет. Тази технология вече е била успешна при 3D NAND паметта. Сега е ред да се създадат „небостъргачи“ от DRAM клетки, чието търсене нараства всяка година.

Клетката на RAM паметта е малко по-сложна от тази на NAND паметта. DRAM изисква комбинация от бърз транзистор и кондензатор. Това предполага по-сложна архитектура и разширен набор от материали, които не се мащабират добре към многослойни структури, но напредъкът не стои на едно място и учените от Imec, които имат огромен опит в разработването на усъвършенствани процеси може би са намерили решение.

Изследователите са успели да отгледат многослойни структури под формата на редуващи се слоеве от силиций (Si) и силиций-германий (SiGe) върху 300-милиметрова подложка.

Прототипът на бъдещата 3D DRAM съдържа 120 тънки слоя, подредени един върху друг с атомна точност. Трудността се състои в това, че силицият и силиций-германият имат несъвместими атомни решетки, така че при подреждането им един върху друг в кристалните структури на тези материали възникват напрежения (натиск и опън), които могат да доведат до дефекти и нефункционалност на паметта. За да свържат по-добре разнородните слоеве, изследователите е трябвало да добавят въглерод към материалите.

Силиций и германий се отлагат последователно върху субстрата от газовата фаза. Стриктният контрол на условията на отлагане позволи да се избегнат дефекти. Многослойните структури, създадени в лабораторията все още са далеч от това да бъдат наречени памет. Те са само заготовка, която ни позволява да оценим степента на чистота и наличието на дефекти – прекомерни напрежения на кристалната решетка в слоевете.

Освен това извършената работа е в основата на разработката на полевите транзистори Gate-All-Around Field-Effect Transistor (GAAFET) и Complementary FET (CFET), които се разработват в Imec. Всички те заедно обещават да доведат до експлозивен ръст на оперативната памет в устройствата и в платформите за изкуствен интелект и обработка на данни. През последните десетилетия лозунгът „Никога не можеш да имаш твърде много памет“ не е загубил своята актуалност, превръщайки се в най-актуалния лозунг за ИТ индустрията.