DRAM技术发展史年表
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DRAM技术发展史年表
1959年,美国德州仪器(TI)公司Kilby在一块Ge衬底上做成两个以上的晶体管,标志着世界上第一块集成电路的诞生。
1960年,H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺。
1963年,F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术,今天,95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺。
1968年,IBM的R.H.Dennard发明了DRAM的核心记忆单位1T1C(1个晶体管搭配一个电容器)。这个结构成为所有计算机内最主要的读写元件,至今未曾改变。
1969年,英特尔推出了64位的SRAM芯片(双极静态随机存取存储器),由于其成本缩减到了磁心存储器成本的l/10,因此获得了巨大的成功。
1970年,英特尔利用MOS工艺开发出1kb动态随机存取存储器(DRAM)—1103型存储器。硅片直径为50mm,芯片面积为8.5mm2,集成度为5000,采用的主要技术为三晶体管单元和刷新技术。相对于双极技术,MOS技术不仅能耗少而且集成度高,因此DRAM就成为了计算机存储指令和数据的主流技术。在整个20世纪70年代,DRAM一直是英特尔的核心产品和主要利润来源,为其之后的发展奠定了雄厚的资金基础。
1972年,4 kb DRAM问世。硅片直径为75mm,芯片面积为15.9mm2,集成度为11000,采用的主要技术为单晶体管单元、差分读出技术和地址多路选择技术。
1975年,16kb DRAM问世。硅片直径为75-100mm,芯片面积为16.2mm2,集成度为37000,采用的主要技术为二层多晶硅技术。
1978年,64kb DRAM问世,标志着超大规模集成电路(VLSI)时代的来临。硅片直径为100-125mm,芯片面积为26.6mm2,集成度为155000,采用的主要技术为循环位线、折叠数据线等技术。
1980年,256kb DRAM问世。硅片直径为125-150mm,芯片面积为34.8mm2,集成度为555000,采用的主要技术为三层多晶硅和冗余技术。
1984年,1Mb DRAM问世。硅片直径为150mm,芯片面积为51mm2,集成度为2250000,采用的主要技术为轻掺杂漏(LDD)结构技术。11月,英特尔高层宣
布不再开发新一代DRAM,基本上决定退出DRAM业务。从1985年开始,英特尔专注于对设计和工艺要求很高的微处理器业务。
1984年,第一块闪速存储器问世。闪存是在EPROM 和 EEPROM基础上发展起来的非易失性存储器,具有EPROM和 EEPROM各自的优点,单元面积仅比EPROM 大10 -15 %。集成度可以做到 EPROM相当水平。
1986年,日本存储器产品的世界市场占有率上升到 65 %,而美国则降低到30%,面对日本企业的低价倾销,英特尔和多家半导体公司联合推动政府制定了1986年的美日半导体贸易协定,这对后来的世界微电子产业的发展产生了很大
的影响。同年,德州仪器 (IT)起诉三星和8家日本芯片制造商侵犯DRAM设计专利权,当时因特尔也以类似的原因起诉了现代及其美国设计供应商。最后,三星和现代公司都为以前和将来的产品销售付了专利使用费。开发下一代芯片—4 M D RAM意味着将与日本和美国在半导体尖端技术领域上同场竞技,韩国只能自开发4 M DRAM设计,而此时的韩国企业也具有了一定的自主创新能力。
1986年,NEC利用NMOS工艺生产出4M DRAM,存取时间为95ns。同年,东芝利用CMOS工艺生产出4M DRAM,存取时间为80ns。硅片直径为150-200mm,芯片面积为91mm2,集成度为8000000,采用的主要技术为沟槽或叠层电容技术。
1986年,中国华晶电子集团公司研制成功第一块64kb DRAM,采用2.5微米工艺,集成度为150000.
1988年,16Mb DRAM问世。硅片直径为200mm(8英寸),芯片面积为135mm2,集成度为30000000,采用的主要技术为化学气相沉积(CVD)技术。
1990年,美国Rambus公司研发出RDRAM。它不是典型的多支路控制信号存储器总线,相反,它依赖于发自8位独立控制总线的指令包。RDRAM采用了以标准存储总线多倍率运行的高速差分时钟。
1990年,清华大学微电子学研究生研制出1-1.5微米工艺1Mb 汉字ROM 1992年,韩国三星电子采用统一的经营结构,开发出世界第一个64M DRAM。硅片直径为200-250mm,芯片面积为135mm2,集成度为140000000,采用的主要技术为超净技术和低电压化技术。64Mb DRAM的工作电压大多为3.3V。
1992年,美国Rambus公司推出第一代Rambus DRAM产品规范。RDRAM的数据存储位宽是16位,远低于DDR和SDRAM的64位。但在频率方面则远远高于二
者,可以达到400MHz乃至更高。同样也是在一个时钟周期内传输两次次数据,能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,内存带宽能达到1.6Gbyte/s。
1992年12月,日本富士通公司宣布开发成功256M DRAM,当时大多数公司仍处在科研开发阶段。256M DRAM所需的关键工艺技术为:193纳米深紫外(准分子激光)光刻技术;2.5V器件技术;无机且能真空处理的全干抗蚀剂技术;
低介电常熟、易平面化的金属间绝缘物;0.1微米以下浅结技术;全干法加工、刻蚀和清洗等技术。
1995年,日本NEC公司宣布开发成功1G DRAM。其1G DRAM每个晶片含22
亿个晶体管及电容器,晶片尺寸仅9cm2(2.5*3.6cm),该新型晶片的设计特征是将晶体管与电容器重叠排列,从而使晶片面积大幅度缩减30%。其回路采用高难度显微技术制造,线宽为0.25微米。1G DRAM的成功研制使得日本在存储器竞赛
中再次超越了韩国。1Gb DRAM所需关键工艺技术为:X射线或深紫外光刻技术;直径为250-300mm的硅片;超浅结掺杂技术;1.0-1.5V器件技术以及碳化硅异
质结技术
1996年,美国Rambus公司宣布第二代Rambus DRAM产品规范。
1996年,三菱电机开发出1.6Gb/s传输速度的1Gb级SDRAM。他们将构成1Gb 的32个32M存储区块金星两部分控制信号分布,区块分布呈正方形,布线均一,有效地控制了信号传输时间的偏差,工作频率为200MHz。该1.6G DRAM采用同
步加速器(SR)X线光刻工艺,其设计尺寸为0.14微米,芯片尺寸为24.12*24.12mm。
1997年,日本富士通公司为了1GB DRAM的规模生产需要,开发了ArF准分子激光曝光技术,成功地形成了用于4Gb DRAM的0.13微米尺寸图形。ArF准分子激光(波长193nm)因比原工线光学光刻(波长365nm)的波长短,所以必须同时开发新的光刻材料。该公司开发了环氧树脂类的单层胶(2MAdHA-MLMA)和超高分辨率技术。新的光刻胶在0.7微米厚度下透射率为70%以上,可以4.7m/cm2的高感光来实现0.15微米的图形。并通过移相掩模技术实现了最小线宽为0.24微米的图形。可符合4Gb DRAM 0.13微米的尺寸要求。该器件的存储单元尺寸为
0.59x0.34微米,即0.20um2。
1997年,日本NEC采用多值技术开发了4Gb DRAM。采用这一技术,从纯计算角度来看,预计可缩小芯片面积50%,可提高成品率,可大大降低芯片成本。