Standart CMOS süreçleri ve DRAM üretimi arasındaki farktan bahseden birkaç soru var:
Mikrodenetleyicilerin neden bu kadar az RAM'i var?
SDRAM'ı üretirken mantığı bir DRAM sürecine nasıl entegre ederler?
Tam olarak hangi farklar var, yoksa bu tamamen bir ticari sır mı? Litografik süreci genel olarak üst düzeyde anlayan biri için ayrıntılı bir cevap istiyorum.
Yanıtlar:
Farklılıkları tartışan (biraz tarihli) bir makale: http://www.ece.neu.edu/faculty/ybk/publication/ASSESSING_MERDRAM_ELSEVIER.pdf
Temel olarak, birkaç önemli farklılığa kadar kaynar.
Kaçak akım. DRAM hücreleri için geçiş transistörleri son derece düşük kaçak olmalıdır, aksi takdirde kaçak akım, hücrede depolanan biti o kadar hızlı etkiler ki yenileme döngüleri arasında veriler kaybolur. Kullanılan tekniklerden biri substrat sapmasıdır - gofretin 'kütlesi', transistör performansını değiştirmek için sıfır olmayan bir voltajda tutulur. Mantık için, en iyi performans (en yüksek hız) için alt tabakanın 0V'de olmasını istersiniz. Bu makale, 0.5 um'lik bir mantık işlemi üzerinde bir DRAM oluşturmanın, bir DRAM işlemi için gerekenden 20 kat daha fazla yenileme döngüsüyle sonuçlanacağını göstermektedir. Daha yüksek yenileme hızı, artan güç tüketimine ve bellek erişiminde gecikmelere neden olabilir.
Eşik gerilimleri. Kaçak akımı düşürmek için yüksek eşik gerilimleri gereklidir. Bununla birlikte, yüksek eşik voltaj transistörleri, transistör değişmeden önce giriş voltajının daha fazla yükselmesi gerektiğinden, daha fazla zaman gerektiren daha yavaş geçiş yapar. Eşik voltajı, bir substrat sapması uygulanarak veya katkı maddesi konsantrasyonu arttırılarak ayarlanabilir. Bu makale DRAM işlem eşik voltajlarının mantık işlem eşik voltajlarından yaklaşık% 40 daha yüksek olduğunu belirtmektedir. Farklı transistörlere farklı miktarlarda uyuşturmak mümkündür, ancak bu işlem karmaşıklığını artırır.
Çip üzerinde ara bağlantılar. DRAM tasarımları çok düzenli ve nispeten az kesişen çok sayıda paralel tel içeriyor. Mantık tasarımları çok daha karmaşıktır. Sonuç olarak, DRAM işlemleri mantık süreçleri kadar metal katmanı desteklemez. Bir DRAM'ın yüzeyi, kullanılabilecek metal katmanlarının sayısını sınırlandıran DRAM hücrelerinin yapısı nedeniyle de çok inişli çıkışlıdır. Mantık tasarımları çok daha düzdür ve bir sonraki katman üzerine inşa edilmeden önce her bir katmanı düzleştirmek (düzlemselleştirmek) için düzlemselleştirme teknikleri (çok ince parlatma) kullanılır. DRAM süreçleri genellikle 4 metal katmanı desteklerken, mantık işlemleri 7 veya 8'i destekler. Mevcut teknik mantık durumu 13 - 14 metal katmanıdır.
Diğer sorunlar. Hücre kapasitörlerinde yükü korumak için DRAM hücre sızıntısı çok düşük tutulmalıdır. Kapasitörler aynı zamanda çok alan etkili olmalıdır, bu da silikondaki kapasitörlerle yapmak kolay değildir. DRAM süreçleri, normal mantık süreçlerinde bulunmayan kapasitörleri oluşturmak için oldukça özel bir süreç kullanır.
TL; DR: DRAM süreçleri yavaş mantık, mantık süreçleri sızan DRAM üretir. Ana proses farklılıkları metal katman sayısı, transistör katkısı, kapasitör yapısı ve substrat sapmasıdır.