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比利時(shí)微電子中心(IMEC)即將在下個(gè)月于檀香山舉辦的VLSI Symposia中，報(bào)告針對憶阻器(memristor)的最新研究進(jìn)展。IMEC預(yù)計(jì)發(fā)表四篇論文，探討其憶阻器變種──電阻式存儲器(RRAM)的發(fā)展現(xiàn)況。 聲稱已準(zhǔn)備好在20nm以下工藝量產(chǎn)RRAM的IMEC，將在今年六月十二至十五日舉辦的研討會上說明其縱橫閂(cross-bar)架構(gòu)。IMEC聲稱其RRAM架構(gòu)要比閃存密度更高、速度更快、功耗更低，而且可以取代當(dāng)前的任何一種存儲器，包括DRAM在內(nèi)。 IMEC和其他從事憶阻器的研究小組聲稱，未來將出現(xiàn)一種能取代閃存和所有隨機(jī)存取存儲器變種產(chǎn)品的通用存儲器技術(shù)。憶阻器最初是由加州大學(xué)柏克萊分校教授蔡少棠提出，之后惠普公司一直投入該技術(shù)的發(fā)展。 “惠普將憶阻器這個(gè)名詞用來描述一種元件，這種元件具備特定的IV特性，”IMEC存儲器元件專案經(jīng)理Malgorzata Jurczak說。“但對任何一種運(yùn)用過渡金屬氧化物(transition metal oxide)中的氧空缺運(yùn)動的RRAM單元來說，這都是典型的IV特性。” HP選擇在其憶阻縱橫閂陣列(memristive crossbar arrays)中夾入鈦氧化物，但在VLSI Symposia上，IMEC將描述使用鉿氧化物和其他配方的RRAM。此外，目前有兩種不同的方式可實(shí)現(xiàn)電阻開關(guān)，首先是使用介面修飾(interfacial modification)，即氧空缺會出現(xiàn)朝向或遠(yuǎn)離介面的遷移行為，從而調(diào)節(jié)位在電極和氧化物傳導(dǎo)部份之間的穿隧能障(tunneling barrier)。另一種是在傳導(dǎo)路徑中對齊氧空缺的絲狀開關(guān)，它可因氧空缺的遷移而破裂(ruptured)或是成立(established)。無論何種方式，其優(yōu)勢都是相同的──使用可編程電壓來遷移氧空缺的超高密度縱橫閂陣列，因而以非揮發(fā)方式改變位元單元的阻值。 
IMEC的電阻式隨機(jī)存取存儲器(RRAM)在金屬電極之間夾入了氧化鉿憶阻材料/資料來源：IMEC “惠普聲稱使用接口類型的開關(guān)，”Jurczak說，“但我們使用絲狀開關(guān)。” 據(jù)IMEC表示，他們已經(jīng)使用絲狀開關(guān)達(dá)到了超快速的次納米級編程時(shí)間，以及超低功率的次500nA操作電流。IMEC也將報(bào)告如何藉由先進(jìn)的材料堆疊工程的優(yōu)勢，來改善位元單元的可靠性。 “我們正在克服傳統(tǒng)閃存單元的微縮極限，”Jurczak說。“新興存儲器技術(shù)領(lǐng)域中的主要存儲器廠商都已加入我們的研究計(jì)劃，這也證實(shí)了我們的RRAM研究對全球產(chǎn)業(yè)而言極具價(jià)值。” IMEC的四篇論文標(biāo)題分別為：針對鉿氧化物RRAM中設(shè)定與重置的動態(tài)沙漏模型(Dynamic 'Hour Glass' Model for Set and Reset in Hafnium Oxide RRAM)；藉由理解基礎(chǔ)堆疊工程在高性能雙極RRAM中實(shí)現(xiàn)超低次500nA操作電流(Ultralow sub-500nA Operating Current in High-Performance Bipolar RRAM Achieved Through Understanding-Based Stack-Engineering)；藉由工藝改善RRAM單元性能和可靠性，同時(shí)為高密度存儲器應(yīng)用的可制造性和可擴(kuò)展性鋪平道路(Process-Improved RRAM Cell Performance and Reliability and Paving the Way for Manufacturability and Scalability for High Density Memory Application)；場驅(qū)動的超高速sub-ns RRAM編程(Field-Driven Ultrafast sub-ns RRAM Programming)。 |
