Resistive random access memory ( RRAM , ReRAM , Resistive random access memory ) är ett icke- flyktigt minne som utvecklas av flera företag. Det finns redan proprietära versioner av ReRAM [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] . Tekniken har vissa likheter med CBRAM och PRAM .
I februari 2012 köpte (absorberade) Rambus ReRAMs Unity Semiconductor för 35 miljoner dollar.[ betydelsen av faktum? ] [8] .
Grundtanken är att dielektrikum, som normalt har mycket hög resistans, kan bilda ledande filament med låg resistans inom sig vid applicering av en tillräckligt hög spänning, och i själva verket övergå från ett dielektrikum till en ledare. Dessa ledande filament kan bildas genom olika mekanismer. Genom att applicera lämpliga spänningsnivåer kan ledande filament antingen förstöras (och materialet blir ett dielektrikum igen) eller bildas igen (och materialet blir en ledare igen) [9] .
Det finns flera tillståndsväxlingseffekter. Den första av dessa kräver en spänningspolaritet för omkopplingsoperationer med låg till hög resistans (bitåterställningsoperation), och den motsatta polariteten för omkopplingsoperationer med hög till låg resistans (bitinställningsoperation). Dessa effekter kallas bipolära omkopplingseffekter. Omvänt finns det också unipolära kopplingseffekter där båda operationerna (både återställning och bitinställning) kräver samma polaritet men olika spänningar.
En annan klassificeringsmetod är efter typen av ledande plats. Vissa effekter bildar, när de växlas, flera tunna filament, och endast några av dem är i ledande tillstånd. Andra omkopplingseffekter bildar homogena (likformiga) zoner istället för filament. Dessutom kan ledningsområdena i båda fallen bildas både över hela avståndet mellan elektroderna och koncentreras nära elektroden [10] .
Det vill säga, materialet är i huvudsak ett kontrollerat fast motstånd med två eller flera omkopplingsbara motståndsnivåer. Information läses genom att anbringa lite lågspänning till ena änden av motståndet och mäta spänningsnivån i den andra änden. I fallet med två motståndsnivåer kan motståndet betraktas som en kontrollerad bygel - med en logisk 1 vid ingången är utgången antingen 1 (spänning tillräcklig för att kännas igen som en logisk enhet, till exempel mer än 3 volt ) eller 0 (spänningen är otillräcklig för att kännas igen som en logisk enhet, t.ex. mindre än 2,5 volt).
Minnesceller kan kopplas till dataledningarna i chippet på tre sätt: direkt, genom dioder och genom transistorer.
Minnesceller sätts samman till en klassisk matris med rader och kolumner (och lager, för flerskiktsminne), medan varje specifik cell styrs genom att lägga spänning på en specifik kolumn och en specifik rad, vid skärningspunkten där målcellen ligger. Eftersom inte alla celler har maximalt motstånd (vissa av dem är omkopplade ledande, vissa inte - det här är minne), är denna konfiguration utsatt för stora läckströmmar som flyter genom intilliggande (ej valda) celler som är i ett ledande tillstånd, vilket gör det är mycket svårt att uppskatta resistansen i den valda cellen, så läshastigheten blir relativt låg. Ytterligare väljare kan läggas till för att förbättra situationen, men de kräver ytterligare spänning och effekt. Till exempel kan dioder i serie med celler avsevärt minimera läckströmmar genom att öka förskjutningen av de ströläckagevägar i förhållande till målet med flera gånger (till exempel är framåtförspänningen för en kiseldiod 0,6 volt, och förskjutningen av den kortaste ströväg i de tvådimensionella och tredimensionella matriserna består av tre sådana dioder och kommer att vara 1,8 V. Om lässpänningen är inställd i området från 0,8 till 1,5 V, kommer cellen att läsas framgångsrikt och utan störningar), och dioderna kan byggas in i basen av minnescellen (en cell gjord av kisel, ansluten till metalllinjerna i rader och kolumner, en diod kan skapas vid förbindelsen mellan metall och kisel) utan att ta upp ytterligare utrymme i kristall. I slutändan kan varje cell utrustas med en transistor (helst MOSFET ), som helt eliminerar parasitiska läckströmmar, vilket gör att du enkelt och snabbt kan välja en specifik cell och läsa dess tillstånd utan störningar, vilket bara kommer att öka hastigheten på läsminnet , men transistorer kommer att kräva ytterligare utrymme i kristallen och ytterligare styrledningar.
För direktminne med matristopologi är transistorer att föredra, men dioder kan öppna vägen för att stapla flera lager av minne ovanpå varandra, vilket gör att du kan få en tredimensionell ultratät packning av många lager (med en adress som x, y, z), och motsvarande superkapacitetsminnesmoduler som är idealiska för lagringsenheter. Växlingsmekanismen (rad-, kolumn- och lagerväljare) kan vara flerdimensionell och flerkanalig och arbeta med flera lager samtidigt och oberoende.
Anställda vid University of California i Riverside (USA) föreslog 2013 att använda självmonterade nanoöar av zinkoxid som väljare istället för dioder [11] [12] .
Forskare från Moskvainstitutet för fysik och teknologi utvecklar teknologier för att skapa flerskiktiga ReRAM-matriser (liknande 3D NAND) [13] .