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1、存儲(chǔ)器在半導(dǎo)體市場(chǎng)中占有重要的地位,僅DRAM(Dynamic Random.AccessMemory)和FLASH兩種就占市場(chǎng)的15%,隨著便攜式電子設(shè)備的不斷普及,不揮發(fā)存儲(chǔ)器市場(chǎng)也越來(lái)越大。然而傳統(tǒng)的不揮發(fā)存儲(chǔ)器的尺寸已經(jīng)接近其物理極限,據(jù)INTEL預(yù)測(cè)FLASH技術(shù)的極限在32nm左右,這就迫使人們尋找性能更為優(yōu)越的下一代不揮發(fā)存儲(chǔ)器。最近大量研究集中在兩端阻性存儲(chǔ)器件上,其中包括:(1)硫系化合物相變材料;(2)摻雜的SrZr
2、O3;(3)鐵電材料PbZrTiO3; (4)鐵磁材料Prl-xCaxMnO3;(5)兩元金屬氧化物材料;(6)有機(jī)材料。 在眾多的下一代非揮發(fā)存儲(chǔ)器中,有兩種存儲(chǔ)技術(shù)引起了工業(yè)界的極大的關(guān)注,它們是以硫系化合物作為存儲(chǔ)介質(zhì)的相變存儲(chǔ)技術(shù)和以二元金屬氧化物作為存儲(chǔ)介質(zhì)的氧化物存儲(chǔ)技術(shù)。因?yàn)檫@兩種存儲(chǔ)技術(shù)具有突出的優(yōu)點(diǎn),如工藝簡(jiǎn)單,和CMOS制程兼容性好,單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于等比例縮小等。 在本文中我們研究的是高密度
3、阻性存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法,主要目的是解決在海量存儲(chǔ)陣列設(shè)計(jì)中遇到的一些問(wèn)題。提出的方案主要征對(duì)相變存儲(chǔ)技術(shù)和CuxO(硫化亞銅)二元金屬存儲(chǔ)器。 制約阻性存儲(chǔ)器集成密度進(jìn)一步提高的因素很多。比如說(shuō)采用傳統(tǒng)1T1R(一個(gè)晶體管加一個(gè)存儲(chǔ)電阻)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元其面積受到選通器件的限制;大容量存儲(chǔ)陣列位線電阻和寄生電容對(duì)存儲(chǔ)器性能的影響:比較復(fù)雜的外圍電路設(shè)計(jì)等等在文中我們會(huì)征對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行討論,提出解決方案。 本文重點(diǎn)論述了具有創(chuàng)
4、新性的幾個(gè)解決方案。從單元結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),提出1TkR的單元結(jié)構(gòu),它可以大大提高存儲(chǔ)陣列對(duì)芯片面積的利用率。因?yàn)樗c傳統(tǒng)的1T1R結(jié)構(gòu)不同,它通過(guò)多個(gè)存儲(chǔ)電阻共享選通器件來(lái)構(gòu)成高密度的存儲(chǔ)陣列。從存儲(chǔ)器件特性來(lái)說(shuō),我們研究了可實(shí)現(xiàn)的高可靠的多值存儲(chǔ)技術(shù)。從存儲(chǔ)陣列來(lái)說(shuō),本文討論了如何通過(guò)電路和陣列本身的改進(jìn)來(lái)減少位線寄生電阻對(duì)存儲(chǔ)器可靠性的影響。 本文共分為6章,第一章介紹阻性存儲(chǔ)器的基本原理,著重介紹相變存儲(chǔ)技術(shù)及二元金屬氧化物作
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