整合SRAM与DRAM技术的存储器单元在Renesas公司问世

Renesas科技公司开发出一种结合SRAM与DRAM技术的新型SRAM存储器单元结构。该器件的占位面积大约只有传统SRAM单元的一半,但仍然具有这种单元低功耗和无需刷新的优点。

这种名为SuperSRAM的器件整合了一个SRAM单元与一个DRAM电容。SRAM单元具有一对作为负载晶体管的p沟道薄膜晶体管(TFT)和一对作为驱动晶体管的n沟道MOSFET。但是与传统的六晶体管SRAM单元设计不同,SuperSRAM采用一对堆叠式电容作为存储节点,来代替传统SRAM单元中使用的存储晶体管。TFT和堆叠式电容被构建在芯片的上层,位于晶圆层上的扩散型MOSFET晶体管之上。“因此,这种单元比传统六晶体管SRAM单元所占的面积要小得多,”Renesas公司表示。

采用0.15微米工艺制造的16Mb原型器件大小为32mm²,几乎是Renesas公司在相同工艺下采用六晶体管结构制造的CMOS SRAM的一半。这个面积与采用0.11微米工艺制造的传统SRAM所占的面积相等。

“它应该是迄今为止最小的SRAM。我们希望开发出能克服尺寸和软错误等缺点的SRAM,”Renesas公司存储器业务部LPSRAM1部门经理Yuji Kihara表示。

Renesas公司表示,更低的软错误率是这种新型设计的另一大优点。由于使用电容代替了存储晶体管,SRAM将更加可靠,因为对于因辐射引起的单一事件翻转,堆叠式电容比晶体管具有更强的抵抗力。

这种存储器单元的开发涉及到两个科研项目:一项是用于SRAM的TFT技术,一项是所谓的双DRAM技术。“如果没有这些TFT和电容技术,开发新单元将十分困难,”Renesas公司LPSRAM2部门经理Yasuhiro Konishi表示。

闪存具有非常低的待机功耗,而且完全是非易失性的,但它们需要相当高的擦写功率和专门的写周期,这使得闪存不适合用于数据存储或缓存器应用。因此,工程师现在采用多芯片封装将SRAM与闪存整合在一起,广泛应用于手机中。“因为SuperSRAM技术提高了SRAM的容量,所以它将能够发挥闪存在数据存储中的作用,从而消除从闪存装载数据的需要。”Kihara强调道。

Renesas已经开始提供SuperSRAM器件的样片,并将从2004年春季开始量产,最初的产能为每月35万片。到明年10月,产量将上升到每月60万片。第一批SuperSRAM将采用0.15微米工艺制造,这也是Renesas目前用于生产SRAM的工艺。

第一批产品将是16Mb器件,按外部电压分为两种版本:R1LA1616R系列是1.8 V(1.65至2.3 V)器件,R1LV1616R系列是3 V(2.7至3.6 V)器件。

它们采用两种封装,一种是52引脚的microTSOP (10.79×10.49 mm)封装,引脚间距为0.4 mm,另一种是48球的FBGA(7.5×8.5 mm)封装,球间距为0.75 mm。

Renesas公司透露,他们将采用相同的0.15微米工艺开发32Mb器件,预定在2004年5月或6月推出样片。这些器件将采用与首批产品相同的52引脚microTSOP封装。紧随其后,该公司将采用更先进的工艺生产64Mb器件。

作者:原好子