Разработан новый способ улучшения энергонезависимой резистивной памяти, которая может быть доступна уже в следующих поколениях смартфонов и планшетов

Наноострова из ZnO и структура модифицированной RRAM

Нами уже была рассмотрена новая разработка компании Crossbar по улучшению технологии изготовления энергонезависимой резистивной памяти с произвольным доступом (RRAM), и были показаны ее преимущество по сравнению с традиционно используемой сейчас флеш-памятью NAND.
Но разработки в области энергонезависимой памяти ведутся непрерывно, и ученые Калифорнийского университета в Риверсайде (США), под руководством Джианлин Лиу (Jianlin Liu), предложили новый способ улучшить структуру RRAM.
Резистивная память в настоящее время привлекла большое внимание как возможная и более эффективная альтернатива традиционной флеш-памяти. Основной принцип работы RRAM заключается в следующем. Диэлектрики, имеющие в нормальном состоянии достаточно высокое сопротивление, при прикладывании управляющего напряжения формируют внутри себя проводящие нити низкого сопротивления, превращающие их, по сути, в проводник. Таким образом, материал является управляемым резистором, с несколькими переключаемыми уровнями сопротивления. Микросхемы RRAM обеспечивают такое же быстродействие, что и DRAM, но сохраняют при этом информацию при отключении питания. По сравнению с флеш-памятью NAND, RRAM обладает меньшим потреблением энергии и на порядок большим ресурсом циклов перезаписи.

В данной разработке используется интересное явление, многомодовое резистивное переключение, то есть пороговый эффект, аналогичный биполярному эффекту в обычных диодах (используемых традиционно в RRAM). Его можно наблюдать в самоформирующихся наноостровках монокристаллического оксида цинка (ZnO) с диаметром основания и высотой в диапазоне около 30 и 40 нм, на кремниевой подложке Si с несколькими, фиксированными уровнями переключения сопротивления. Пороговое переключение приводит к очень малой плотности энергии: 1 × 10 3 Вт / см 2.

Традиционный способ соединения ячейки памяти с шиной данных в кристалле, это использование диодов (диодная матрица). Использование данной технологии позволит обойтись без диодов, значительно упростив и удешевив процесс производства энергонезависимой резистивной памяти с произвольным доступом. Альтернативой традиционным выбирающим элементам, как ожидается, станут самоорганизующиеся наноостровки оксида цинка на кремниевой подложке. Используя атомно-силовой микроскоп, ученые показали эффективность новой структуры при работе ячеек памяти в различных состояниях. Использование данной технологии позволит накладывать несколько слоев памяти друг на друга, сформировав трехмерную структуру и увеличив, соответственно, плотность хранимой информации в RRAM.

Руководитель проекта, профессор Джианлин Лиу, отметил, что полученная структура является значительным достижением для всей индустрии микроэлектроники, которая находится на этапе перехода от флеш-памяти к RRAM.

Многомодовое резистивное переключение в RRAM

(По материалам Калифорнийского университета в Риверсайде (www.ucr.edu) и журнала Scientific Reports (nature.com)).

Про энергонезависимую память еще можно прочитать здесь:

3D вертикальная флеш-память от Samsung

Резистивная энергонезависимая память RRAM