DRAM-muistien tekniikka on isoissa ongelmissa. Piirejä on erittäin hankala skaalata pienempään ja noin 10 nanometrissä näyttää tulevan raja vastaan. Lisää suorituskykyä näyttäisi kuitenkin aukeavan uudesta materiaalista, jonka avulla logiikkapiirejä on skaalattu selvästi alle 10 nanometrin.
Asialla on Applied Materials, joka on keskittynyt sekä puolijohteiden materiaaleihin että niiden tuotantolaitteisiin. Yhtiön markkinointijohtaja Sony Varghese kertoo blogissaan, että ilman mullistavaa ratkaisua 20 vuotta jatkunut DRAM-muistin kehitys on vaarassa pysähtyä.
Onneksi yhtiöllä on tähän ratkaisu. Uusi materiaali ratkaisee kolme keskeistä ongelmaa: DRAM-piirin kondensaattorin koon pienentäminen, muistin ja sen rinnalla olevan logiikan liitäntäjohtimien uudistaminen ja uuden HKMG-materiaalin (high-k metal gate) mukaanottaminen muistin oheislogiikassa.
Uusi ihmemateriaali on nimeltään Draco. Logiikkapiirien valmistuksessa on puhuttu ”mustasta timantista” (Black Diamond). Sen avulla DRAM-piirien kondensaattorien valmistuksessa käytettävä maski voi olla 30 prosenttia tarkempi. Applied Materialsin Sym3 Y -etsauslaitteilla virheet transistorirakenteissa vähenevät 100-kertaisesti, joten tuotannon saanto kasvaa merkittävästi paremmaksi.
Tämä mahdollisuus kutistaa DRAM-transistoreja on erittäin tärkeää, sillä 55 prosenttia DRAM-piirin alasta muodostuu muistisoluista. Applied Materials on kuitenkin onnistunut parantamaan myös muistimatriisin ja niiden vaatiman logiikan vaatimia liitäntälankoja. Tähän asti DRAM-valmistajat ovat käyttäneet kahta eri piioksidia bondauslankojen eristemateriaalina. Piirin skaalaaminen pienempään on johtanut siihen, että eriste ei enää riitä estämään kapasitiivista johtumista lankojen välillä. ”Mustalla timantilla” voidaan DRAM-piireihin toteuttaa luotettavampia lankoja, jotka toimivat useiden gigahertsien nopeudella ilman häiriöitä signaaleihin.
Kolmanneksi Applied Materials mahdollistaa korkean k-eristevakion metallihilojen käyttämisen DRAM-piirien logiikkaosassa. Tämän ansiosta DRAM-piirien logiikka voidaan valmistaa tiheämmillä viivanleveyksillä kuin nykyinen noin 28 nanometriä.
Applied Materialsin mukaan johtavat DRAM-valmistajat ovat nyt ottamassa käyttöön näitä uusia innovaatioita.
