Вычислительная промышленность стоит перед постоянными требованиями обеспечить более быстрый доступ к данным и уменьшить потребление энергии. Поскольку текущие системы памяти не могут удовлетворить этим требованиям неопределенно, важно разработать совершенно новые технологии. Один сильный соперник – имеющее сопротивление запоминающее устройство с произвольным доступом (RRAM), которое хранит двоичную информацию, переключая диэлектрический материал между проведением и непроводящими государствами.
Бесшовный переход к этой новой технологии требует, чтобы клетки памяти RRAM были совместимы с существующей электроникой, которая обычно основана на дополнительных металлических окисных полупроводниках (CMOS). Теперь, Синь Пэн Ван и коллеги в Институте A*STAR Микроэлектроники, Сингапур, проектировал основанные на никеле электроды, которые могут соединить RRAM с системами CMOS, а также уменьшить ток, требуемый переключить RRAM между памятью states1.
«Одна из текущих самых доминирующих систем памяти, вспышки НЕ – И, как ожидают, достигнет предела своей масштабируемости в 2017 или 2018», говорит Ван. «Мы должны отождествить появляющиеся энергонезависимые системы памяти с более высокими удельными весами, чтобы составить рынок. Недавно, RRAM привлек большое внимание из-за его быстрого программирования и стирания скоростей, высокой выносливости и хорошего задержания данных».
Предотвращение граничащий с клетками RRAM от вмешательства друг с другом требует, чтобы каждая клетка содержала отборщика, сделанного из диода или транзистора. Отборщики Diode оказались трудными осуществить, поэтому Ван и коллеги стремились делать стопки RRAM, которые были совместимы с транзисторами CMOS.Чтобы построить прототип клетки RRAM, исследователи использовали три слоя.
Они использовали физическое смещение пара, чтобы создать подовый электрод в электропечи силицида никеля или никеля germanosilicide, прежде, чем добавить центральный слой переключения диэлектрика гафниевой окиси, и заключительный лучший электрод титана азотирует.Исследователи нашли, что они могли быстро и достоверно переключить состояние памяти своих камер, используя очень низкий операционный ток.
Они предполагают, что переключение увеличено окислением и сокращением никеля в межфазовом слое между электродом и диэлектриком. Обеспечивая более мобильные кислородные разновидности, эти реакции могли бы ускорить формирование и разрыв проводящих нитей.
«Наши электроды могут быть легко сформированы об источнике или терминале утечки транзистора», говорит Ван. «На самом деле наш дизайн эффективно использует источник транзистора CMOS, или высушите непосредственно как подовый электрод в электропечи в клетке RRAM. Это может понизить общую стоимость и улучшить масштабируемость».В будущем Ван и коллеги надеются сократить их основанные на никеле камеры RRAM к практическому масштабу схемы, чтобы принести эту многообещающую технологию в производство.
A*STAR-affiliated исследователи, способствующие этому исследованию, от Института Микроэлектроники.