中国科学家实现超快闪存的规模集成和极限微缩，自对准工艺不依赖先进光刻设备

8月14日，记者从复旦大学微电子学院官方微信公众号获悉，复旦大学周鹏-刘春森团队开发了一种二维超快闪存的规模集成工艺，将推动超快颠覆性闪存技术的产业化应用进程。相关成果以《二维超快闪存的规模集成工艺》（“A scalable integration process for ultrafast two-dimensional flash memory”）为题发表于国际顶尖期刊《自然-电子学》（Nature Electronics）。

数据驱动的计算高度依赖于内存性能。闪存是目前占主导地位的非易失性存储技术。但在速度方面受到限制。

复旦大学微电子学院副院长、教授周鹏在接受《中国电子报》记者采访时介绍了从事该研究成果的原因：当前闪存提高性能的方式很单一，基本上都是通过扩大规模、提高堆叠层数来实现，但应用的底层技术本身速度慢、能耗高的问题始终没有解决。该团队所做的工作，就是尝试通过新的技术、新的结构、新的材料解决上述问题。

当前主流非易失闪存的编程速度在百微秒级。该团队前期研究表明二维半导体结构能够将这一速度提升一千倍以上。而此次研究成果的意义在于，进一步证实了以二维材料生产超快闪存的产业化可能性，将极大地推动超快颠覆性闪存技术的产业化应用进程。

而此次研究成果中，该团队开发了超界面工程技术，在规模化二维闪存中实现了具备原子级平整度的异质界面，证实了二维闪存在1Kb存储规模中，纳秒级非易失编程速度下良率高达98%，这一良率已高于国际半导体技术路线图对闪存制造89.5%的良率要求。

同时，研究团队研发了不依赖先进光刻设备的自对准工艺，结合原始创新的超快存储叠层电场设计理论，成功研发出沟道长度为8纳米的超快闪存器件，是当前国际最短沟道闪存器件，并突破了硅基闪存物理尺寸极限（约15纳米）。在原子级薄层沟道支持下，这一超小尺寸器件具备20纳秒超快编程、10年非易失、十万次循环寿命和多态存储性能。

“此次成果一方面证明我们开发的新材料是能做到集成的。”周鹏说，“另一方面实现了相较于当前集成电路晶体管的体积压缩。我们能够生产更小的闪存器件，其集成密度相应地就能做得更高。从而在产业界以堆叠提升闪存性能之外开拓了新的思路。”

周鹏在接受《中国电子报》记者采访时还表示，此次研究成果中沟道长度为8纳米的超快闪存器件研发过程没有使用先进光刻设备，此次成果验证的是最小的单器件工艺，这是大批量生产的起点。但该技术能否实现大规模生产所需的技术复制，还需要与产业界共同进行后续验证工作。