Qimonda kombiniert Trench- und Stack-Speicherzelle für kleinere DRAM-Chips
Der Speicherchip-Spezialist will mit einer neuen DRAM-Architektur die Strukturverkleinerung bis hinab zur 30-Nanometer-Fertigungstechnik meistern.
Die dereinst von Siemens Halbleiter in Kooperation mit IBM und Toshiba entwickelte Trench-Speicherzelle hat bei Qimonda in ihrer bisherigen Form ausgedient. Das Unternehmen stellte eine neue DRAM-Zellenarchitektur vor, bei der die Trench-Technik in anderer Form zum Einsatz kommt: Der eigentliche Speicherkondensator wird künftig nicht mehr in Form eines tief ins Silizium eingeätzten Grabens (Trench) realisiert, sondern – wie bei anderen DRAM-Herstellern auch – oberhalb der Word- und Bit-Anschlussleitungen und der Schalttransistoren "aufgestapelt" (Stack). Die Qimonda-Entwickler erzeugen auf dem Wafer trotzdem Gräben, in denen aber jetzt statt der Speicherkondensatoren die "Word"-Anschlusspfade zu den Speicherzellen liegen, die sogenannten Wordlines; die Zellenarchitektur heißt deshalb Buried Wordline.
Laut Qimonda hat der Technik-Umschwung mehrere Gründe: Die neue DRAM-Architektur soll mindestens bis hinab zur 30-Nanometer-Fertigungstechnik skalieren, also bis über das Jahr 2012 hinaus. Außerdem soll die neue Technik die Fertigung noch kleinerer DRAM-Zellen ermöglichen. Die zurzeit fortschrittlichsten Qimonda-DRAMs entstehen in 58-nm-Trench-Technik, wobei jede Zelle eine Chipfläche belegt, die dem Achtfachen des Quadrats der kleinsten Strukturbreite (Feature Size "F") entspricht; das nennt man 8F2-Zellen. Die Buried-Wordline-Technik soll zunächst 6F2-Zellen ermöglichen und später sogar 4F2-Zellen, nämlich nach dem 2011 erwarteten Übergang auf eine Fertigungstechnik für Strukturen von weniger als 40 Nanometern (Qimonda spricht von 3X-nm-Fertigung).
Schließlich soll die Buried-Wordline-Technik durch einen optimierten und vereinfachten Zellaufbau für geringere Fertigungskosten sorgen und gleichzeitig die Leistungsaufnahme der DRAM-Chips senken. Davon erhofft sich Qimonda Vorteile für spezielle DRAM-Typen, etwa Bauelemente für Mobilgeräte oder mit besonders hohen Taktfrequenzen.
Ab der zweiten Hälfte dieses Jahres will Qimonda 6F2-Zellen mit Buried-Wordline-Technik produzieren, allerdings in der etwas gröberen 65-Nanometer-Technik. Ein Jahr später ist der Übergang auf 46-nm-Fertigungstechnik geplant. Konkurrent Micron will unterdessen bereits in diesen Monaten mit der Serienproduktion von DRAM-Chips mit 6F[super2[/super]-Zellen in 68-Nanometer-Technik] beginnen und nennt für einen 1-GBit-Speicherchip eine Die-Größe von 56 Quadratmillimetern. Laut Qimonda misst das Die eines 1-GBit-Chip mit 65-nm-Strukturen und Buried-Wordline-Technik 55 Quadratmillimeter.
Qimonda will zunächst 58-nm-Trench-DRAMs und 65-nm-Buried-Wordline-DRAMs parallel produzieren, aber die Fertigung Produkt für Produkt auf die neue Technik umstellen. Ab Mitte 2009, mit dem Übergang auf die 46-nm-Fertigung, sollen nur noch Buried-Wordline-Chips gefertigt werden. Qimonda will dann eine Produktivitätssteigerung um mindestens 100 Prozent im Vergleich zur 65-nm-Technik realisieren, also doppelt so viele Speicherbits pro Wafer fertigen. (ciw)
