c動態(tài)隨機存取存儲器（dynamicrandom access memory, DRAM）廣泛應(yīng)用于云服務(wù)器、電腦、手機等電子設(shè)備，在內(nèi)存計算領(lǐng)域展現(xiàn)出延遲低、帶寬高、運算速度快、集成密度大和生產(chǎn)工藝成熟等特點。
過去幾十年中，依靠生產(chǎn)工藝的不斷微縮和集成度的持續(xù)提高，內(nèi)存芯片上存儲單元的數(shù)量呈指數(shù)式增長?，F(xiàn)在，20nm是業(yè)界比較成熟的節(jié)點，而基于技術(shù)節(jié)點1x（16~19nm）和1y（14~16nm）的產(chǎn)品已在各大DRAM制造商中投入生產(chǎn)。
DRAM的進一步發(fā)展需要克服10 nm以及更高技術(shù)節(jié)點帶來的限制，科技創(chuàng)新變得比以往任何時候都更為關(guān)鍵。目前，三星、美光和海力士三家主要廠商已經(jīng)發(fā)布了D1z（13~15nm）和D1a（11~13nm）技術(shù)，并應(yīng)用于DDR4、DDR5和LPDDR5產(chǎn)品中。
基于德國DRAM制造商奇夢達的技術(shù)和專利，長鑫存儲在合肥建成一座12英寸晶圓廠，開啟了DRAM芯片的研發(fā)之路。2019年9月，長鑫正式投產(chǎn)8GB DDR4 DRAM塊，成為中國第一個自主研發(fā)DRAM芯片的廠家，并能夠與國際主流技術(shù)相媲美。目前長鑫存儲已經(jīng)量產(chǎn) 16nm DDR5 DRAM。
DRAM 概述
組成結(jié)構(gòu)：DRAM由外圍邏輯電路與存儲矩陣構(gòu)成。
特點：易失，需刷新，與NAND相比，速度快但容量小，與SRAM相比，速度慢但容量大。
應(yīng)用：DRAM憑借其在存取速度和存取容量方面的折衷性能，實現(xiàn)在核心處理器和外部存儲器之間形成緩存空間。
在DRAM的制造中以電容定義的方法區(qū)分，主要分為堆棧式（Stack）和深溝槽式（Trench）電容器兩大類型。在2000年初，DRAM產(chǎn)業(yè)曾發(fā)生過溝槽式與堆疊式的架構(gòu)大戰(zhàn)。溝槽式DRAM的電容在柵極下方，堆疊式DRAM的電容器則在柵極上方，是這兩種DRAM最大的差異。隨著工藝節(jié)點越往前推進，由于深孔刻蝕與沉積的難度，溝槽式DRAM的采用者越來越少。
堆疊電容器DRAM器件結(jié)構(gòu)
溝槽電容器DRAM器件結(jié)構(gòu)
DRAM工作原理
典型的DRAM結(jié)構(gòu)單元由1個場效應(yīng)晶體管和1個存取電容器（1T-1C）組成。接入晶體管的柵極端連接到字線（WL），漏極端通過位線觸點（BLC）連接到位線（BL），另一端通過存儲節(jié)點（SNC）連接到電容器。將接入晶體管作為開關(guān)，可以使電容器存儲正/負(fù)電荷，從而存儲比特數(shù)據(jù)。當(dāng)晶體管關(guān)閉時，會向電容器上施加工作偏壓。當(dāng)晶體管被接通時，存儲的電荷流入位線，產(chǎn)生一個電位變化，可以被連接到位線的放大器放大和檢測，實現(xiàn)存儲器數(shù)據(jù)信息的讀取。
DRAM 基本單元示意圖
DRAM單元電容材料的發(fā)展
隨著DRAM存儲電容尺寸的減小，為了減小漏電流和提高電容值，電容材料堆疊從傳統(tǒng)的SIS(semiconductor insulator semiconductor)發(fā)展為現(xiàn)在的MIM (metal insulator metal)。
MIM電容堆疊以H-K材料作為電容的電介質(zhì)，如 SrTiO3(STO), ZrO2, HfO2, Al2O3, Ta2O5, BaxSr1-xTiO3(BST), ZrO2/Al2O3/ZrO2等材料;以金屬材料作為電容電極,如金屬極板多采用 TiN，WN，W，TiN/W，TiN/Si, Ru, RuO2 , SrRuO3(SRO),TaN, Pt等材料。
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