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ReRAM即将跨入3D时代

来源:本站作者:letry 发布时间: 2017-07-10 07:19:16 浏览:

莫斯科物理技术学院(MIPT)宣称成功为ReRAM开发出新的制程，可望为其实现适于3D堆叠的薄膜技术…
　　
　　可变电阻式随机存取记忆体(ReRAM)是一种可望取代其他各种储存类型的“通用”记忆体，不仅提供了随机存取记忆体(RAM)的速度，又兼具快闪记忆体(flash)的密度与非挥发性。然而，目前，flash由于抢先进入3D时代而较ReRAM更胜一筹。
　　
　　如今，莫斯科物理技术学院(MoscowInstituteofPhysicsandTechnology；MIPT)的研究人员已成功为ReRAM开发出新的制程，可望为其实现适于3D堆叠的薄膜技术。
　　
　　ReRAM的研发一般采用忆阻器进行，其中，在介电层中迁移的氧空缺(oxygenvacancy)，将电介质的电阻改变为‘1"与‘0"。除了MIPT，还有来自4DSMemoryLtd.、CrossbarInc.、HPInc.、KnowmInc.以及美国德州莱斯大学(RiceUniversity)的研究人员们也为ReRAM创造了原型。
　　
　　针对3DReRAM，MIPT科学家KonstantinEgorov表示，“我们不仅需要在介电层中形成氧空缺，还必须为其进行检测”。为此，MIPT的研究人员们采用的方法是，在出现氧空缺的介电层中，观察其能隙中的电子状态。
　　
　　Egorov说：“为了研究在氧化钽薄膜生长过程中形成的氧空缺，我们使用了一种整合生长PEALD（电浆辅助原子层沉积）和分析XPS(X射线光电子能谱仪)腔室(以真空管相互连接)的实验丛集。该丛集让我们能生长和研究沉积层，而不至于破坏真空状态。”
　　
　　他强调，“这一点非常重要，因为一旦从真空中取出实验样本，介电质的奈米层就会在其表面上氧化，导致氧空缺的消失。”
　　
　　任何半导体研究实验室都可以建构这种独特的原子层沉积(ALD)丛集，其方式是连接PEALD和XPS腔室，然后再添加自动操纵器，在腔室之间传输晶圆。除了样本测试晶圆以外，在大量生产时并不需要这种丛集。然而，必须建立一条的的组装线，以补偿ALD薄膜缓慢的生长速度。
　　
　　如果这些研究取得成功，MIPT声称所产生的ReRAM就可以垂直堆叠，成就一种可克服3Dflash限制的通用记忆体；目前，3Dflash**于64层。
　　
　　虽然ALD的生长缓慢，但它能实现3D结构的共形涂层，取代MIPT和其他研究实验室迄今所使用的奈米薄膜沉积技术。其关键的区别在于ALD依次将基底暴露于前体材料和反应物材料，并且取决于二者之间的化学反应以产生主动层。
　　
　　MIPT的技术还使用连接至金属前体的化学分子配体，以便加速化学反应，但在用于元件的主动层之前必须先移除这种配体。
　　
　　MIPT首席研究员AndreyMarkeev说：“沉积缺氧薄膜需要找到正确的反应物，才能移除金属前体中所含的配体，并且控制涂层的氧含量。因此，在经过多次实验后，我们成功地使用含氧的钽前体，以及电浆激发的氢反应物。”
　　
　　接下来，研究人员打算为这**程进行*佳化，并提高ALD的速度，从而为3DReRAM实现大量生产。
　　
　　MIPT的研究资金是由俄罗斯科学基金会(RSF)和MIPT共同提供。这项研究细节已发表于《ACS应用材料和介面》(ACSAppliedMaterials&Interfaces)期刊的“以电浆辅助原子层沉积控制TaOx薄膜的氧空缺，实现可变电阻式切换的记忆体应用”一文中。

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