IMEC研究10nm级超小型RRAM存储单元

欧洲研究机构IMEC在国际电子元件大会(IEDM)上，提出了尺寸仅10nm x 10nm的电阻式RAM(RRAM)存储单元。据IMEC称这种超小型的存储器具有取代NAND闪存的潜力。

RRAM名列可取代NAND闪存潜力的非挥发性存储器候选技术之一，它以电荷储存为基础。过去，业界普遍认为该技术很难微缩到18nm的平面尺寸以下。

RRAM是以2个稳定电阻状态之间的电阻元件材料的电子开关为基础，而且能被包含在一个交叉阵列中。IMEC主要瞄准基于铪/氧化铪的材料，将之作为传统氮化钛界面之间的开关材料夹层。

RRAM技术的主要特性──有时也被称为忆阻器──在于因交叉阵列结构而具备的密度潜力和速度优势。IMEC的研究人员之前曾经表示，他们对基于材料中氧空缺运动的丝状(filamentary)开关机制已经有了良好的理解。

IMEC的报告显示，其铪/氧化铪电阻堆叠的面积小于10nm x 10nm，其耐受性超过10^9 (10亿)次。它能在极低电压下实现ns级的开/关时间，而电阻窗口因素为50，显示在200℃环境下经过30小时后，仍可正常运作。这意味着在100℃条件下数据可连续保留10年。

据称每字节的开关能量低于0.1pJ，交流工作电压低于3V。

此外，IMEC还特别针对进一步的微缩，对PRAM单元上的薄膜结晶在工作时的影响进行了研究。该机构也说明了帽盖层(cap layer)的作用和交换机制。