中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所宋志棠、朱敏研究團隊在集成電路存儲器研究領域獲重大進展，成功研制出一種單質新原理開關器件，為海量三維存儲芯片的研發(fā)提供了新方案。12月10日，這項成果發(fā)表于《科學》。

　　集成電路是我國的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產業(yè)，其中存儲芯片是集成電路的三大芯片之一，直接關系國家的信息安全。然而，現(xiàn)有主流存儲器——內存和閃存，不能兼具高速與高密度特性，難以滿足指數型增長的數據存儲需要，急需發(fā)展下一代海量高速存儲技術。三維相變存儲器是目前成熟的新型存儲技術，其核心是兩端開關單元和存儲單元，然而，商用的開關單元組分復雜，通常含有毒性元素，嚴重制約了三維相變存儲器在納米尺度的微縮以及存儲密度的進一步提升。

　　針對以上問題，宋志棠、朱敏與合作者提出了一種單質新原理開關器件，該器件通過單質Te與電極產生的高肖特基勢壘降低了器件在關態(tài)的漏電流（亞微安量級）；利用單質Te晶態(tài)（半導體）到液態(tài)（類金屬）納秒級高速轉變，產生類金屬導通的大開態(tài)電流（亞毫安量級），驅動相變存儲單元。單質Te開關器件基于晶態(tài)—液態(tài)新型開關機理，與傳統(tǒng)晶體管等完全不同，是集成電路全新開關器件。單質Te具有原子級組分均一性，能與TiN形成完美界面，使二端器件具有一致性與穩(wěn)定性，并可極度微縮，為海量三維存儲芯片的研發(fā)提供了新方案。

　　據悉，該單質新原理器件為我國首次發(fā)明，打破了外國公司的專利壁壘，為我國自主高密度三維存儲器的研發(fā)奠定了堅實的基礎。

　　意大利國家研究委員會微電子和微系統(tǒng)所教授Raffaella Calarco同期在《科學》上發(fā)表評論文章，認為該研究“取得的成果是前所未有的，為實現(xiàn)晶態(tài)單質開關器件提供了穩(wěn)健的方法，此單質開關為3D Xpoint架構提供了新視角”。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abi6332