Não existe memória RAM em excesso: belgas criaram protótipo de DRAM 3D de 120 camadas

Pesquisadores do centro belga Imec e da Universidade de Ghent (UGent) desenvolveram e testaram uma tecnologia para o crescimento de uma estrutura multicamadas para a produção de memória DRAM 3D. Antigamente, isso era possível com memória NAND 3D. Agora é hora de criar “arranha-céus” a partir de células DRAM, cuja demanda cresce a cada ano.

Fonte da imagem: Imec

Uma célula RAM é um pouco mais complexa do que uma célula NAND. A DRAM requer uma combinação de um transistor de alta velocidade e um capacitor. Isso implica uma arquitetura mais complexa e um conjunto expandido de materiais, o que dificulta a escalabilidade para estruturas multicamadas. Mas o progresso não para, e cientistas do Imec, com sua vasta experiência no desenvolvimento de processos tecnológicos avançados, podem ter encontrado uma solução.

Os pesquisadores conseguiram desenvolver estruturas multicamadas na forma de camadas alternadas de silício (Si) e silício-germânio (SiGe) em um substrato de 300 mm. O protótipo da futura DRAM 3D contém 120 camadas ultrafinas empilhadas umas sobre as outras com precisão atômica. A dificuldade reside no fato de que o silício e o silício-germânio possuem redes atômicas incompatíveis, de modo que, quando sobrepostos, surgem tensões (compressão e tensão) nas estruturas cristalinas desses materiais, o que pode levar a defeitos e à inoperabilidade da memória. Para melhor aderência das camadas diferentes, os pesquisadores precisaram adicionar carbono aos materiais.

Silício e germânio foram depositados alternadamente sobre o substrato a partir da fase gasosa. O controle rigoroso das condições de deposição permitiu evitar defeitos. As estruturas multicamadas criadas em laboratório ainda estão longe de serem consideradas memória. Esta é apenas uma amostra que permite avaliar o grau de pureza e a presença de defeitos – tensões excessivas da rede cristalina nas camadas.

Além disso, o trabalho realizado esteve em linha com o desenvolvimento de transistores de efeito de campo com gate-all-around (GAAFETs) e transistores de efeito de campo complementares (CFETs), que estão sendo desenvolvidos no Imec. Em conjunto, isso promete levar a um crescimento explosivo da memória operacional em dispositivos e plataformas de IA, bem como no processamento de dados. Nas últimas décadas, o slogan “Memória nunca é demais” não perdeu sua relevância, tornando-se o mais urgente para o setor de TI.