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Vorstellung der Technologie hochstapelbarer Oxid-Halbleiter-Kanal-Transistoren

TOKIO --(BUSINESS WIRE)-- 12.12.2025 --

Kioxia Corporation, ein weltweit führender Anbieter von Speicherlösungen, gab heute die Entwicklung hochstapelbarer Oxid-Halbleiter-Kanal-Transistoren bekannt, die die praktische Umsetzung von hochdichten, stromsparenden 3D-DRAMs ermöglichen. Diese Technologie wurde am 10. Dezember auf der IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) in San Francisco, USA, vorgestellt und hat das Potenzial, den Stromverbrauch in einer Vielzahl von Anwendungen, darunter KI-Server und IoT-Komponenten, zu senken.

Im Zeitalter der KI wächst die Nachfrage nach DRAM mit größerer Kapazität und geringerem Stromverbrauch, die große Datenmengen verarbeiten können. Die traditionelle DRAM-Technologie stößt an die physikalischen Grenzen der Skalierung der Speicherzellengröße, was zu Forschungen im Bereich der 3D-Stapelung von Speicherzellen führt, um zusätzliche Kapazität zu schaffen. Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Kanalmaterial für Transistoren in gestapelten Speicherzellen, wie es bei herkömmlichen DRAMs der Fall ist, treibt die Herstellungskosten in die Höhe, und der Strombedarf für die Auffrischung der Speicherzellen steigt proportional zur Speicherkapazität.

Auf der letztjährigen IEDM haben wir die Entwicklung der Oxide-Semiconductor Channel Transistor DRAM (OCTRAM)-Technologie vorgestellt, die vertikale Transistoren aus Oxidhalbleitern verwendet. In der diesjährigen Präsentation haben wir eine Technologie für hochstapelbare Oxidhalbleiter-Kanal-Transistoren vorgestellt, die eine 3D-Stapelung von OCTRAM ermöglicht, und die Funktion von Transistoren in acht Schichten überprüft.

Diese neue Technologie stapelt ausgereifte Siliziumoxid- und Siliziumnitridschichten und ersetzt den Siliziumnitridbereich durch einen Oxidhalbleiter (InGaZnO), um gleichzeitig vertikale Schichten horizontal gestapelter Transistoren zu bilden. Wir haben auch eine neuartige 3D-Speicherzellenstruktur eingeführt, mit der der vertikale Abstand skaliert werden kann. Diese Herstellungsverfahren und Strukturen sollen die Kostenprobleme bei der 3D-Stapelung von Speicherzellen überwinden.

Darüber hinaus wird erwartet, dass dank der niedrigen Ausschaltstromcharakteristik von Oxidhalbleitern der Auffrischungsstrom reduziert werden kann. Wir haben hohe Einschaltströme (mehr als 30 μA) und extrem niedrige Ausschaltströme (weniger als 1 aA, 10^-18 A) für die durch den Ersatzprozess gebildeten horizontalen Transistoren nachgewiesen. Darüber hinaus haben wir erfolgreich einen 8-lagigen Stapel horizontaler Transistoren hergestellt und den erfolgreichen Betrieb der Transistoren innerhalb dieser Struktur bestätigt.

Bei Kioxia Corporation werden wir unsere Forschung und Entwicklung dieser Technologie fortsetzen, um den Einsatz von 3D-DRAM in realen Anwendungen zu realisieren.

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Über Kioxia

Kioxia ist ein weltweit führender Anbieter von Speicherlösungen, der sich der Entwicklung, Produktion und dem Vertrieb von Flash-Speichern und Solid-State-Laufwerken (SSDs) widmet. Im April 2017 wurde sein Vorgänger Toshiba Memory aus der Toshiba Corporation ausgegliedert, dem Unternehmen, das 1987 den NAND-Flash-Speicher erfunden hat. Kioxia hat es sich zum Ziel gesetzt, die Welt mit "Speicher" zu bereichern, indem es Produkte, Dienstleistungen und Systeme anbietet, die Kunden Auswahlmöglichkeiten und der Gesellschaft einen Mehrwert durch Speicher bieten. Die innovative 3D-Flash-Speichertechnologie von Kioxia, BiCS FLASHTM, prägt die Zukunft der Speicherung in Anwendungen mit hoher Dichte, darunter fortschrittliche Smartphones, PCs, Automobilsysteme, Rechenzentren und generative KI-Systeme.

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Kota Yamaji
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