Nouvelle technologie de mémoire basée sur des semi-conducteurs composés

Nouvelle technologie de mémoire basée sur des semi-conducteurs composés

Concept d’appareil ULTRARAM. a) Coupe transversale schématique d’un appareil avec les couches de matériau correspondantes. La grille flottante (FG), la structure de tunnel résonant à triple barrière (TBRT) et le canal de lecture sont mis en évidence. Les flèches indiquent la direction du flux d’électrons pendant les opérations de programmation/effacement. b) Micrographie électronique à balayage d’un dispositif fabriqué d’une longueur de grille de 10 µm. c, d) Calculs de densité d’états des fonctions de Green sans équilibre (NEGF) ainsi que des diagrammes de bandes de conduction pour aucun biais appliqué (c.-à-d. rétention) et un biais de cycle de programme respectivement. B1, B2 et B3 sont les couches barrières d’AlSb. QW1 et QW2 sont les puits quantiques d’InAs dans le TBRT. Crédit : DOI : 10.1002/aelm.202101103

Un type pionnier de mémoire informatique brevetée connue sous le nom d’ULTRARAM a été démontré sur des plaquettes de silicium dans ce qui constitue une étape majeure vers sa fabrication à grande échelle.

ULTRARAM est un nouveau type de mémoire aux propriétés extraordinaires. Il combine la non-volatilité d’une mémoire de stockage de données, comme le flash, avec la vitesse, l’efficacité énergétique et l’endurance d’une mémoire de travail, comme la DRAM. Pour ce faire, il utilise les propriétés uniques des semi-conducteurs composés, couramment utilisés dans les dispositifs photoniques tels que les LEDS, les diodes laser et les détecteurs infrarouges, mais pas dans l’électronique numérique, qui est l’apanage du silicium.

Initialement breveté aux États-Unis, d’autres brevets sur la technologie sont actuellement en cours de progression sur les marchés technologiques clés du monde entier.

Aujourd’hui, dans le cadre d’une collaboration entre les départements de physique et d’ingénierie de l’Université de Lancaster et le département de physique de Warwick, ULTRARAM a été implémenté pour la toute première fois sur des plaquettes de silicium.

Le professeur Manus Hayne du département de physique de Lancaster, qui dirige les travaux, a déclaré : « ULTRARAM sur le silicium est une énorme avancée pour nos recherches, surmontant les défis très importants des matériaux tels que le grand décalage du réseau cristallin, le passage d’un semi-conducteur élémentaire à un semi-conducteur composé et les différences de contraction thermique.”

L’électronique numérique, qui est au cœur de tous les gadgets, des montres intelligentes et des téléphones intelligents aux ordinateurs personnels et aux centres de données, utilise des puces de processeur et de mémoire fabriquées à partir de l’élément semi-conducteur en silicium.

En raison de la maturité de l’industrie de fabrication de puces de silicium et du coût de plusieurs milliards de dollars de la construction d’usines de puces, la mise en œuvre de toute technologie électronique numérique sur des plaquettes de silicium est essentielle pour sa commercialisation.

Remarquablement, l’ULTRARAM sur les dispositifs en silicium surpasse en fait les incarnations précédentes de la technologie sur les plaquettes semi-conductrices composées de GaAs, démontrant des temps de stockage de données (extrapolés) d’au moins 1000 ans, une vitesse de commutation rapide (pour la taille de l’appareil) et une endurance de cycle d’effacement de programme d’au moins 10 millions, ce qui est cent à mille fois mieux que le flash.

La recherche est rapportée dans la revue Matériaux électroniques avancés.


Premiers pas vers des puces mémoire ULTRARAM révolutionnaires


Plus d’information:
Peter D. Hodgson et al, ULTRARAM: A Low-Energy, High-Endurance, Compound-Semiconductor Memory on Silicon, Matériaux électroniques avancés (2022). DOI : 10.1002 / aelm.202101103

Fourni par l’Université de Lancaster

Citation: Nouvelle technologie de mémoire basée sur des semi-conducteurs composés (2022, 7 janvier) récupérée le 7 janvier 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-01-memory-technology-based-compound-semiconductors.html

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