为突破10纳米级第七代DRAM(1d DRAM)的物理极限,三星电子与SK海力士分别选择“垂直堆叠”与“平面极限”两条技术路线,试图在DRAM领域开辟新的发展方向。
据韩媒ET News援引业界消息,三星正在研究16层垂直堆叠DRAM(16-tier VS-DRAM)制程,并考虑将环绕式闸极(GAA)技术引入DRAM。GAA技术原本应用于3纳米以下尖端逻辑半导体领域,其优势在于精细控制电流流动并大幅降低漏电流。然而,DRAM采用1晶体管1电容器(1T1C)结构,电容器的存在使GAA技术的导入更具挑战性。
为解决这一难题,三星计划将直立电容器改为横放并层层堆叠,同时采用POC(Peri-on-Cell)方式,即将周边电路铺设于下层,再叠放存储单元。这一设计借鉴了NAND Flash的COP(Cell-on-Peri)概念。
与三星不同,SK海力士则专注于4F Square垂直闸极(Vertical Gate;VG)DRAM的研发。4F Square结构能够将单一存储单元面积较传统6F Square缩减30%以上,从而提升短期集成度与成本竞争力。为应对存储单元缩小带来的耦合杂讯问题,SK海力士引入位元线遮蔽(BLS)技术,并采用共享背闸极(Shared BG)技术以增强晶体管临界电压控制能力。
此外,SK海力士还在评估晶圆键合结构中导入芯片薄化(Die Thinning)技术,以确保电路稳定运行。业界认为,这一技术将成为未来引入晶圆对晶圆(W2W)混合键合方式的过渡桥梁。
据悉,两家公司计划在2026年举办的VLSI研讨会上展示研究成果。业内人士指出,1c DRAM是现有架构的集大成,而1d DRAM则需要更多结构性创新。率先获得业界认可的技术,有望成为次世代DRAM的主导力量。