通过比较分析CAA和GAA FET结构，提升基于IGZO的2T0C DRAM的记忆性能

《Journal of Computational Electronics》：Enhancing memory performance in IGZO-based 2T0C DRAM through comparative analysis of CAA and GAA FET structures

本研究通过TCAD模拟比较了基于IGZO的通道周围栅极（CAA）和门周围栅极（GAA）FET结构，发现CAA结构写入速度更快，而GAA结构在3×3阵列设计和写入晶体管配置下具有更好的数据保留和单细胞抗扰性，为优化2T0C DRAM和下一代高密度存储技术提供指导。

　　

摘要

随着数字技术的进步，对高性能、高密度和低功耗存储技术的需求持续增长。为满足这些需求，采用两个晶体管和一个电容（2T0C）结构的DRAM应运而生，这种架构具有非破坏性读取操作的特点，成为传统的一个晶体管一个电容（1T1C）DRAM的一种有前景的替代方案。InGaZnO（IGZO）通道材料以其低关断电流和高迁移率而著称，这使得2T0C DRAM具有更长的数据保持时间和更高的能效。在本研究中，利用基于经过良好校准的物理载流子传输模型和实测的IGZO通道器件数据，通过TCAD仿真实现了IGZO结构的通道全环绕（CAA）和栅极全环绕（GAA）场效应晶体管（FET）结构。在单晶体管层面比较了其电学特性，包括导通/关断电流比（I_on/I_off）。针对2T0C DRAM单元，研究了栅极长度、关键尺寸（CD）以及写入晶体管（WTR）和读取晶体管（RTR）的重叠结构的变化，以评估数据写入速度、数据保持能力和单单元干扰等存储特性，以及多比特操作的可行性。分析表明，CAA结构提供了更快的数据写入速度，而GAA结构——尤其是在WTR配置和3×3阵列设计中——在数据保持能力和抗单单元干扰方面表现更为出色。本研究为IGZO基2T0C DRAM的结构优化提供了明确的指导，并为下一代高密度存储技术的设计提供了实用的见解。