RRAM基于双稳态电阻转换的阻性
存储器(RRAM)作为集动态/静态随机存储器和浮栅存储器功能为一体的通用存储器,是NAND技术后的下一代非易失性存储(NVM)技术。
目前,业界普遍认为RRAM是非易失性存储器下一轮竞赛中的领先者,这源自阻性存储材料丰富的物理特性及其独特的存储原理。阻性存储材料涵括了氧化物材料、硫系半导体材料、2D材料、有机聚合物材料。根据存储原理,这些材料可用以构建氧化还原型存储器、铁电隧道结存储器、Mott存储器、分子存储器和柔性存储器。其中,某些特有的存储原理与功能使这些存储器可拓展至多环节应用,在多领域交叉方面大显身手。
(1)氧化还原型阻性存储器及其材料。该类存储器包括两类,即:基于金属阳离子行为的EMB或CBRAM(电化学金属化桥存储器,有的也称之为可编程金属化单元PMC)和基于氧阴离子的VCM(ValenceChangeMemory,价态改变型存储器)。
EMB阻性存储器通常采用活性电极-离子导体-惰性电极系统,电化学活性材料如Ag或Cu可制成活性电极,惰性电极采用W或Pt等,离子导体可以是固体电解质薄膜(如:银硫系化合物Ag2S和Cu2S等),也可以是氧化物(如ZrO2)。其中的导电细丝或金属化桥的形成依赖于活性金属的电化学反应。这类RAM技术可满足固态硬盘、嵌入式非易失性存储器等多样市场需求。2012年,已经有基于EMB的串行非易失性存储器商业产品问世。
2015年2月,Micron发布了采用27nm技术制造的16Gb的CuCBRAM芯片(见图4)。此外,EMBRRAM备受关注的是其电化学反应调控的可重构开关,它不仅可以作为突触元件应用于人工神经网络技术(见图5),而且与其他系统的集成能够提供更为丰富的功能。例如2014年报道了一种集成了阻性存储器的超级电容器系统,其放电过程的稳定性获得大幅提升。
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