dram是存储器领域最重要的分支之一。随着尺寸微缩，传统1t1c结构的dram存储电容限制问题以及相邻存储单元之间的耦合问题愈发显著，导致dram进一步微缩面临挑战。基于铟镓锌氧（igzo）晶体管的2t0c-dram有望克服1t1c-dram的微缩挑战，在3d dram方面发挥更大优势。但目前研究工作都基于平面结构的igzo器件，形成的2t0c单元尺寸（大约20f2）比相同特征尺寸下的1t1c单元尺寸（6f2）大很多，使得igzo-dram缺少密度优势。
研究团队单位：微电子研究所
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
研究团队单位：微电子研究所
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