Российская разработка может стать основой памяти ReRAM

Специалисты Центра коллективного пользования Московского физико-технического института (МФТИ) предложили новую технологию, которая в перспективе может быть применена при изготовлении памяти ReRAM.

Напомним, что ReRAM (или RRAM) — это резистивная память с произвольным доступом. Изделия данного типа обеспечивают быстродействие, сопоставимое с DRAM, но при этом могут хранить информацию в отсутствии питания, то есть являются энергонезависимыми. Если сравнивать с флеш-памятью NAND, то чипы ReRAM оказываются существенно быстрее и расходуют меньше энергии в активном режиме.

Принцип работы ReRAM заключается в изменении сопротивления ячейки памяти под действием приложенного напряжения. За счёт этого высокое и низкое сопротивления ячейки могут быть использованы для хранения информации.

Функциональной основой ReRAM-ячейки является структура металл-диэлектрик-металл. В качестве диэлектрического слоя применяются оксиды переходных металлов (HfO₂, Ta₂O₆). В этом случае приложенное к ячейке напряжение приводит к миграции кислорода, что вызывает изменение сопротивления всей структуры. Таким образом, управление концентрацией кислорода в оксиде является важнейшим параметром, который определяет функциональные свойства ячеек памяти.

Центр коллективного пользования МФТИ

Однако на практике память ReRAM пока не может вытеснить широко распространённую NAND-флеш. Одна из причин заключается в том, что для производства флеш-памяти можно использовать трёхмерные массивы ячеек. В то же время методы создания плёнок с дефицитом кислорода, используемые для ReRAM, не подходят для нанесения функциональных слоёв на трёхмерные структуры.

Российские учёные предлагают решить проблему за счёт метода атомно-слоевого осаждения — нанесения тонких плёнок, обусловленного протеканием химических реакций на поверхности образца. Исследователи уже научились управлять концентрацией кислорода в плёнках оксида тантала, получаемых посредством названного метода. Подробнее о работе можно узнать здесь.