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栅极晶体管可以改进DRAM

2021年5月20日
Unisantis公司预计,其环绕栅晶体管技术将为DRAM领域注入新的活力。

你将学习

  • 什么是环栅晶体管(SGT)技术?
  • SGT将如何改进DRAM?

DRAM在计算机系统的非易失性存储器中占很大比重。最近已经做了很多工作来混合非易失性存储和DRAM。但是,在cpu、gpu等处理单元方面,DRAM的性能和容量仍然胜出。对更多内存的需求继续推动设计师使用更小的几何形状,但我们开始触及目前基于电容的解决方案的极限。

Unisantis已经开发了一种环绕栅晶体管(SGT)技术,这可能给DRAM存储器带来新的生命。它仍将采用传统DRAM的刷新方法,但减少了功率泄漏,应该可以在提高性能和整体功耗需求的同时进一步扩展。Unisantis将其新方法称为动态闪存(DFM)技术,尽管它不是NAND闪存那样的非易失性存储。相反,它是一项针对DRAM的技术,没有使用目前应用于DRAM实现的电容方法。

目前,平面晶体管和FinFET晶体管构成了存储和处理器晶体管技术的主要部分。改进的光刻技术提供了更好的性能、功率和面积(PPA)利用率。改进的PPA被阈下泄漏电流所抵消(图1).这种静电泄漏是使用电池的移动设备的祸害。


FinFET采用垂直通道,从漏极到源极有横向电流流过(图2).当晶体管开启时,该结构有效地增加栅极宽度,以提高单位面积上的驱动电流。改进的静电控制也减少泄漏电流时,晶体管是关闭的。使用finfet制造新芯片的过程需要增强,以制造出具有一致侧壁斜率和厚度的硅翅片。


DFM 4 f2SGT也像FinFET一样垂直倾斜(图3).主要的区别是,SGT围绕着通道,而FinFET处理鳍结构的三面。这个结构可能看起来很复杂,但实际上很容易制造。它比DRAM保持更高的密度,具有非常低的漏电流和较长的刷新周期。


DFM提供更快的访问时间和更长的刷新周期(图4).传统的DRAM使用电容,而DFM驱动晶体管。DFM读取也是非破坏性的。仍然需要一个刷新周期,但频率降低了,这为正常的读写提供了更多的带宽。


DFM阵列可以使用一个基本的交叉点结构来构建(图5).高密度DRAM和闪存也采用了同样的方法。


DFM目前还没有商业化。DFM的发明者是dr。来自Unisantis的Sakui Koji和Harada Nozomu。他们在2013年发表了题为“动态Flash Memory with Dual Gate Surrounding Gate Transistor (SGT)”的论文th今年的IEEE国际内存研讨会。

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