中科院研發出高性能單晶硅溝道3D NOR儲存器

NOR閃存以速度快、可靠性高和使用壽命長等優勢，在人工智能、汽車電子和工業領域中發揮著重要作用。目前，普遍使用的平面NOR閃存在50納米以下技術代的尺寸微縮遇到瓶頸，難以進一步提升集成密度、優化器件性能以及降低制造成本。為突破上述瓶頸，科研人員提出多種基于多晶硅溝道的三維NOR（3D NOR）器件，但多晶硅溝道遷移率低、讀取速度慢，影響NOR器件整體性能。

近日，中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發中心研究員朱慧瓏團隊利用研發的垂直晶體管新工藝，制備出高性能的單晶溝道3D NOR閃存器件。該器件上下疊置的晶體管既具單晶硅溝道的高性能優勢，又具三維一體集成的制造成本低的優點。該器件可在獲得同等或優于單晶硅溝道平面NOR閃存器件性能的同時，無需升級光刻機也可大幅提高存儲器集成密度、增加存儲容量。科研團隊研制的3′3′2三維NOR閃存陣列實現了正常讀寫和擦除，達到了讀電流及編程、擦除速度與二維NOR閃存器件相當的目標，且新制程與主流硅基工藝兼容，便于應用。

相關研究成果作為封面文章和“編輯特選”（Editors Picks）文章，以A Novel 3D NOR Flash with Single-Crystal Silicon Channel: Devices, Integration, and Architecture為題，發表在《電子器件快報》（IEEE Electron Device Letters）上。研究工作得到中科院自主部署項目的支持。