中國科學院上海微係統與(yu) 信息技術研究所聯合中芯國際集成電路製造有限公司，選擇以嵌入式相變存儲(chu) 器（PCRAM）為(wei) 切入點，在國家重點研發計劃納米科技重點專(zhuan) 項、國家科技重大專(zhuan) 項“極大規模集成電路製造裝備及成套工藝”專(zhuan) 項、國家自然科學基金、中科院A類戰略性先導科技專(zhuan) 項、上海市領軍(jun) 人才、上海市科委等項目的資助下，經過十餘(yu) 年的研究，在存儲(chu) 材料篩選、嵌入式器件設計、PCRAM的基礎製造技術方麵取得係列重要科技進展。

　　近期，上海微係統所宋誌棠科研團隊在新型相變存儲(chu) 材料方麵取得重大突破，創新提出一種高速相變材料的設計思路，即以減小非晶相變薄膜內(nei) 成核的隨機性來實現相變材料的高速晶化。通過第一性理論計算與(yu) 分子動力學模擬，從(cong) 眾(zhong) 多過渡族元素中，優(you) 選出鈧（Sc）作為(wei) 摻雜元素，設計發明了低功耗、長壽命、高穩定性的Sc-Sb-Te材料，Sc與(yu) Te形成的穩定八麵體(ti) ，成為(wei) 成核核心是實現高速、低功耗存儲(chu) 的主要原因，具有獨立自主知識產(chan) 權（國際專(zhuan) 利PCT/CN2016/096649，中國專(zhuan) 利201610486617.8）。利用0.13um CMOS工藝製備的Sc-Sb-Te基相變存儲(chu) 器件實現了700皮秒的高速可逆寫(xie) 擦操作，循環壽命大於(yu) 107次。相比傳(chuan) 統Ge-Sb-Te器件，其操作功耗降低了90%，且十年的數據保持力相當；通過進一步優(you) 化材料與(yu) 微縮器件尺寸，Sc-Sb-Te基PCRAM綜合性能將會(hui) 得到進一步提升。

　　11月9日的《科學》（10.1126/science.aao3212 (2017)）雜誌以Reducing the stochasticity of crystal nucleation to enable subnanosecond memory writing 為(wei) 題，在線發表了這一重要研究成果。

　　Sc-Sb-Te相變存儲(chu) 材料的重大發現來自於(yu) 上海微係統所科研團隊在相變存儲(chu) 器方麵的長期科研工作積累。該科研團隊陸續開發出了我國第一款8Mb PCRAM試驗芯片，發現了比國際量產(chan) 的Ge-Sb-Te性能更好的Ti-Sb-Te自主新型相變存儲(chu) 材料，開發基於(yu) 0.13umCMOS工藝的打印機用嵌入式PCRAM產(chan) 品已獲得首個(ge) 1500萬(wan) 顆的訂單；自主研發的雙溝道隔離的4F2高密度二極管技術，自讀存儲(chu) 器已開始送樣，晶體(ti) 管密度達到國際先進水平；40nm節點PCRAM試驗芯片的單元成品率達99.99%以上，4Mb、64Mb不加修正的芯片在先進信息係統上實現試用。

　　Sc-Sb-Te新型相變存儲(chu) 材料的重大發現，尤其是在高密度、高速存儲(chu) 器上應用驗證，對於(yu) 我國突破國外技術壁壘、開發自主知識產(chan) 權的存儲(chu) 器芯片具有重要的價(jia) 值，對我國的存儲(chu) 器跨越式發展、信息安全與(yu) 戰略需求具有重要意義(yi) 。

新型鈧銻碲(Sc-Sb-Te)相變存儲(chu) 器件0.7納秒高速寫(xie) 入操作演示及微觀結晶化機理