Toshiba, IBM e AMD desenvolvem a menor célula FinFET SRAM do mundo com high-k/metal gate

-- Área da célula FET SRAM não planar cortada em mais de 50% estabelece abordagem promissora para futuros nós tecnológicos --

TÓQUIO & NOVA YORK & SUNNYVALE, Califórnia--(BUSINESS WIRE)--A Toshiba Corporation (TOKYO:6502), a IBM (NYSE:IBM) e a AMD (NYSE:AMD) anunciaram hoje o desenvolvimento conjunto de uma célula estática de memória de acesso randomizado (Static Random Access Memory, SRAM) que tem uma área de apenas 0,128 μm², a menor célula SRAM funcional do mundo, e utiliza transistores de efeito de campo (fin shaped Field Effect Transistors, FinFETS) com formato de barbatana.

A célula, desenvolvida com material high-k/metal gate (HKMG), oferece vantagens sobre as células FET planares para as futuras gerações tecnológicas. As células SRAM são componentes da maioria dos circuitos integrados de larga escala em nível de sistema, como microprocessadores, e células SRAM menores que podem ajudar a fornecer processadores menores e mais rápidos, com menor consumo de energia. A tecnologia foi anunciada em 16 de dezembro em um artigo técnico apresentado na 2008 International Electron Devices Meeting – Encontro internacional sobre dispositivos eletrônicos (http://www.his.com/~iedm/general/) em São Francisco, Califórnia.

Para reduzir o tamanho dos transistores quando as células SRAM são criadas utilizando transistores planares convencionais, os fabricantes de IC geralmente ajustam as propriedades com maior dopagem de impurezas na área do dispositivo. No entanto, este ajuste cria variabilidades indesejáveis e deteriora a estabilidade SRAM. Esta questão está se tornando crítica, especialmente no nó de tecnologia 22 nm e além. O uso de FinFETs – transistores verticais com canais de silício sem dopagem, com formato de barbatana – é uma abordagem alternativa que permite a redução do tamanho das células SRAM com menor variação de características.

Pesquisadores das três empresas fabricaram uma célula FinFET SRAM de alta escala utilizando HKGM. É a menor célula FET SRAM não planar já obtida até hoje: com 0,128 μm², a célula integrada é mais de 50% menor do que a célula FET não planar de 0,274 μm² conhecida anteriormente. Para atingir esta meta, a equipe otimizou os processos, especialmente para os materiais de deposição e remoção, incluindo HKMG de superfícies verticais da estrutura FinFET não planar.

Os pesquisadores investigaram também a variação estocástica das propriedades FinFET dentro de células SRAM altamente escaladas e simularam variações de células SRAM em célula de tamanho até menor. Eles verificaram que as FinFETs sem dopagem de canal melhorou a variabilidade das características dos transistores em mais de 28%. Nas simulações das células SRAM de área de 0,063μm², equivalentes a ou além da escala da célula para o nó 22 nm, os resultados confirmaram que a célula FinFET SRAM deve oferecer vantagem significativa em operação estável, em comparação com uma célula FET SRAM planar dessa geração.

Fabricando com sucesso células FinFET altamente escaladas com HKMG, as empresas posicionaram as FinFETs como uma estrutura de transistores atraente para as SRAMs no nó 22 nm e além. A nova tecnologia representa um passo adiante para os dispositivos práticos mais poderosos.

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