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江安全报告:新型铁电存储器集成工艺探索

 

报告人:江安全(复旦大学微电子学院)

报告地点:理工楼a430

报告时间:9月1日下午3:30

摘要:非挥发铁电存储器具有数据读写速度快、擦写电压低、读写次数高、耗电少等优点,在智能卡、金融卡、空间探索、工业控制等领域率先得到了应用和发展。该存储器通常采用2T2C的电荷积分读出技术,随着存储密度的提高,导致小存储单元中信号识别困难,市场上存储密度一般为4-8Mbit。为了突破以上高密度发展的技术瓶颈,我们探索采用铌酸锂型铁电绝缘材料,在存储器写电压作用下,通过控制存储单元中纳米电畴的反转,与周边不反转的电畴产生一种可擦写的导电畴壁,从而能够非挥发地存储和非破坏性地读取电畴信息,读写时间可比拟于离子位移极化时间(纳秒-皮秒)。采用铁电单晶存储材料,可以突破存储单元一致性和工艺重复性等关键技术,存储单元尺寸预计可以缩小至2-4nm,存储密度可达~Tb/in2;通过认识畴壁电流产生的内在机理,优化电学性能,铁电畴壁电流能够从目前的纳安量级增大至微安量级;采用1T1R/Crossbar等存储架构,探索铁电存储单元与硅基读写电路的互联方案。利用以上畴壁电流和现代纳米加工技术,进一步可集成新型全铁电场效应管,能够通过铁电栅电压控制纳米铁电畴反转,进一步控制畴壁沟道电流的导通和关断。以上全铁电存储器和场效应晶体管能够促进全铁电热释电和声表面波等铁电器件和电路集成功能的一体化。

江安全,男,1969年8月生。1992年学士毕业于兰州大学,1999年博士毕业于中科院固体物理所,1999-2006年分别在中科院物理所和剑桥大学从事博士后研究,2006年获聘为复旦大学微电子学院研究员。从事新型高密度铁电半导体存储器工艺集成和测量技术研究,在AM、、PRB、APL等国际刊物发表论文80多篇,获得授权发明专利20多项。担任IEEE 国际电子器件大会(IEDM)存储器分会委员、国际智能材料大会(CIMTEC)存储器分会顾问委员会委员、国际集成功能器件顾问委员会委员 (ISIF 2007-2009)等。承担了国家杰出青年基金、上海市高校特聘教授(东方学者)、国家02科技重大专项、973基础研究计划课题等。