在“2005年国际电子器件会议(IEDM)”举办的新型非挥发性内存专题研讨会上,对于电阻开关型RAM(ReRAM,Resistive RAM),与会者报告了交叉点单元的形成及其多层化技术,以及在存储元件中使用新材料的研究成果。
  发表交叉点单元的形成及其多层化技术的是韩国三星电子。该公司在“2004 IEDM”会议上曾因利用和CMOS工艺具有很高亲和性的NiO制作出ReRAM存储元件而受到业界广泛关注。此次,就像演讲题目《for Post-NAND Storage Application》所表明的那样,三星电子的发表将重点放到了用来实现与NAND型闪存匹敌的高集成度技术上。
  该公司将2层由4行×5列使用NiO的存储元件构成的交叉点单元层叠了起来。把为形成每层单元阵列而需追加的掩膜数量定为2枚。在多层化时仍能维持和多层化之前一样的存储动作。另外,为了防止在单元读取时电流回流到相邻单元,以与存储元件串联的方式嵌入了二极管。假如要在第2层形成需要高温工艺的硅二极管的话,就有可能降低第1层存储元件的特性,因此就同时采用p型NiO和n型TiO2构成了二极管。电流密度为103A/cm2。存储元件的截止尺寸即使缩小到30μm×30μm,也能确保正常的存储动作。为了进一步提高存储元件的尺寸,今后的课题将是提高二极管电流密度。
  美国Spansion LLC公司则证实了可将Cu2O用于ReRAM存储元件。Cu2O与CMOS工艺的亲和性可以说和NiO一样高。利用由Ti/TiN电极夹住Cu2O的元件,证实了ReRAM的基本动作。写入电流最低为45μA,写入速度在100ns以下。数据保持时间在90℃条件下为30个小时,可擦写次数已经证实可达600次。
  对于其工作机理,据称可利用一个在Cu2O膜中的深阱能级(Deep Trap Level)下截流子被捕获和释放的两种状态下,膜的导电特性变化较大的模型加以说明。使用NiO的三星表示,可利用一个通过施加电压可在膜中产生供载流子传导的细小通道(Filament)的模型,解释它的工作过程。Spansion公司表示:“两种材料性质的不同有可能反映到写入特性的区别上。”

                          来源:新材料产业网