Startseite > Halbleiter > Highlights

IEDM 2016

Highlights

11. Januar 2017, 9:57 Uhr | Iris Stroh

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

4-GBit-STT-MRAM

Im Speicherbereich gab es ebenfalls einige Neuheiten: SK Hynix und Toshiba haben die erste STT-MRAM-Schaltung mit 4 GBit gezeigt. Nicht nur die hohe Speicherdichte ist besonders, sondern auch, dass die Fläche der Speicherzellen nur 9 F² (F: Feature Size) beträgt. Dieser Wert kommt den Werten nahe, die man aus der DRAM-Welt kennt. Um den Speicher zu fertigen, setzen die Forscher auf ein genaues Engineering des Kanals und der Kontakte, um parasitäre Widerstand zu unterdrücken, und sie nutzen optimierte, perpendikulare MTJ-Elemente (p-MTJ: Magnetic Tunnel Junction, magnetischer Tunnelübergang), die nur wenig Strom zum Schalten benötigen. Das belgische Forschungsinstitut imec zeigte erstmals ein p-MTJ mit einer Größe von nur 8 nm und mit einem TMR-Wert von 100% und einem Koerzitiv-Feld von 1500 Oe.

eFeRAM für IoT

Forscher von Globalfoundries haben mit diversen Partnern aus Deutschland ein eFeRAM für IoT-Anwendungen entwickelt. Die Partner haben diese nichtflüchtige Speichertechnik mit Hafnium-basierten FeFETs mit nur einem Transistor in den 28-nm-SLP-CMOS-HKMG-Prozess mit Gate-First-Konzept von Globalfoundries implementiert und dafür nur zwei zusätzliche Masken benötigt, was die Herstellungskosten deutlich verringert. Der Gate-Stack der FeFETs kann unabhängig von der 28-nm-Technik optimiert werden, und es ist eine gemischte Platzierung von CMOS-Transistoren und FeFETs in der gleichen Schaltung möglich. Die Forscher konnten einen Datenerhalt selbst bei über 250 °C und eine Langlebigkeit von bis zu 10 hoch 5 Zyklen demonstrieren. Es wird davon ausgegangen, dass sich die Speichertechnik auch mit einem Gate-Last-Konzept und FinFET-Technologie realisieren lässt.

Künstliche Iris und Graphen-Gassensoren

Daneben ging es auf der IEDM aber auch um exotischere Themen: Das imec hat zusammen mit der KU Leuven eine künstliche Regenbogenhaut (Iris) entwickelt, die ausschließlich auf Dünnfilmkomponenten basiert und eine aktive Modulation des Pupillendurchmessers ermöglicht. Die intelligente Kontaktlinse nutzt Dünnfilm-PV-Zellen als Stromversorgung, eine flexible Dünnfilmschaltung in einer a-IGZO-Technik (amorphes Indium-Gallium-Zink-Oxid) als Treiber-Chip und ein LCD als Iris.

Den Forschern ist es gelungen, die Leistungsaufnahme auf nur 25 µW für den Treiber-Chip zu senken. Fujitsu wiederum hat einen Gassensor vorgestellt, der NO2 und NH3 messen kann. Dazu hat das Unternehmen das Metall der Gate-Elektrode eines Standard-MOSFET-Transistors mit Graphen ersetzt. Die Idee dahinter: Wenn Graphen NH3- oder NO2-Moleküle absorbiert, dann ändern sich die elektrischen Eigenschaften. Bei NO2 sinkt der Drain-Strom, bei NH3 steigt er. Bei Raumtemperatur konnte der Sensor eine No2-Konzentration von 7 ppb und eine NH3-Konzentration von 420 ppb messen. Gleichzeitig reagiert der Sensor fast gar nicht auf SO2, H2S und Acetaldehyd, was die hohe Selektivität beweist.