El futuro de la memoria DRAM está siendo revolucionado por un avance significativo en la tecnología de capas, liderado por investigadores europeos. Estos científicos han logrado un hito en el desarrollo de multicapas de silicio y silicio-germanio (Si/SiGe), lo que representa un paso crucial hacia la creación de dispositivos de memoria tridimensionales más compactos y eficientes.
El estudio, publicado en la revista Applied Physics en agosto de 2025, documenta cómo el equipo liderado por R. Loo de Imec ha conseguido fabricar hasta 120 bilayers de Si/Si0.8Ge0.2 en obleas de 300 mm. Este logro acerca la visión de una DRAM apilada en 3D, reemplazando las estructuras tradicionales por nuevas arquitecturas horizontales apiladas, inspiradas en el concepto Gate-All-Around de los transistores MOSFET.
Durante años, la evolución de la memoria DRAM se ha basado en la reducción del tamaño de los transistores, siguiendo la Ley de Moore. Sin embargo, las limitaciones de este método han llevado a la innovación en integraciones tridimensionales. Estas permiten una mayor densidad mediante la superposición de capas semiconductoras. Sin embargo, el desafío radica en evitar que las tensiones internas provoquen defectos, comprometiendo la fiabilidad.
El equipo ha logrado mantener 120 capas de 65 nm de silicio y 10 nm de Si0.8Ge0.2 totalmente tensionadas, un avance notable dado que supera los límites críticos de relajación. Esto ha sido posible gracias al control preciso de la temperatura y el uso de gases de alta pureza, evitando defectos.
No obstante, persisten desafíos en los bordes de las obleas, donde las dislocaciones de red siguen siendo un problema. Para mitigarlas, se han ensayado estrategias como la reducción de germanio y la introducción de carbono, disminuyendo así los defectos cristalinos.
La uniformidad en la epitaxia multicapa sigue siendo un obstáculo. Las variaciones en el grosor de las capas, causadas por la deposición en el tubo de cuarzo del reactor, representan un desafío que se está abordando controlando la temperatura del cuarzo.
El germanio desempeña un papel esencial en el procesamiento de las memorias apiladas, aunque su uso excesivo puede aumentar los riesgos de defectos. La introducción de carbono surge como una solución para equilibrar estos factores.
Este avance tiene profundas implicaciones industriales. Se prevé que la industria transite de canales verticales a horizontales apilados en 3D, lo que permitirá mayor densidad sin aumentar el espacio físico. Estas innovaciones son cruciales para responder a las crecientes demandas de los centros de datos y aplicaciones de inteligencia artificial.
Finalmente, este desarrollo pone de manifiesto cómo aspectos aparentemente menores, como la acumulación de material en el cuarzo, pueden ser decisivos. La atención al detalle en la experimentación se traduce en mejoras sustanciales en la calidad de las capas.
En el contexto global, empresas como Samsung y Micron también buscan avances similares. El trabajo de Imec reafirma la importancia de la colaboración entre investigación pública y privada para mantener la competitividad internacional en tecnología.
El avance en el crecimiento epitaxial de multicapas Si/SiGe marca un hito en la búsqueda de memorias DRAM más eficientes y compactas, augurando un impacto significativo en el rendimiento de las futuras tecnologías de almacenamiento y computación.
