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IMEC將RRAM單元微縮至10nm

上網時間: 2011年12月28日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:電阻式RAM  記憶體  NAND  材料  氧化鉿 

歐洲研究機構 IMEC 本月初在國際電子元件大會(IEDM)上,提出了尺寸僅10nm x 10nm的電阻式 RAM (RRAM)記憶體單元。據 IMEC 稱這種超小型的記憶體具有取代 NAND 快閃記憶體的潛力。

RRAM名列具取代NAND快閃記憶體潛力的非揮性記憶體候選技術之一,它以電荷儲存為基礎。過去,業界普遍認為該技術很難微縮到18nm的平面尺寸以下。

RRAM是以2個穩定電阻狀態之間的電阻元件材料的電子開關為基礎,而且能被包含在一個交叉陣列中。IMEC主要瞄準基於鉿/氧化鉿的材料,將之作為傳統氮化鈦接面之間的開關材料夾層。

10nm的鉿/氧化鉿RRAM單元截面圖。
10nm的鉿/氧化鉿RRAM單元截面圖。

RRAM技術的主要特性──有時也被稱為憶阻器──在於因交叉陣列結構和速度而來的潛在密度優勢。IMEC的研究人員之前曾經表示,他們對基於材料中氧空缺運動的絲狀(filamentary)開關機制已經有了良好的理解。

IMEC的報告顯示,其鉿/氧化鉿電阻堆疊的面積小於10nm x 10nm,其耐受性超過10^9 (10億)次。它能在極低電壓下實現ns級的開/關時間,而電阻窗口因素為50,顯示在200℃環境下經過30小時後,仍可正常運作。這意味著在100℃條件下資料可連續保留10年。

據稱每位元的開關能量低於0.1pJ,交流工作電壓低於3V。

此外,IMEC還特別針對進一步的微縮,對PRAM單元上的薄膜結晶在運作時的影響進行了研究。該機構也說明了cap layer的作用和交換機制。

編譯: Joy Teng

(參考原文: IEDM: IMEC reports 10-nm RRAM cell ,by Peter Clarke)





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