近年來大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、人工智能的迅速崛起對數(shù)據(jù)存儲提出了更高的要求,但傳統(tǒng)非揮發(fā)型存儲器如Flash的發(fā)展在半導體工藝節(jié)點達到22nm時遇到了阻礙,因此學術界和工業(yè)界都開始進行新一代存儲器的研究。作為新型非揮發(fā)型存儲器的一員,阻變存儲器RRAM因其具有高可靠、轉變速度快、單元特征尺寸小、便于三維集成等優(yōu)勢逐漸成為研究的熱點。本文工作圍繞64Mb RRAM項目展開,對RRAM的阻變機理、存儲單元結構、所需靈敏放大器等方面進行研究,主要內容如下。首先通過對比0T1R、1T1R、1D1R等單元結構特點確定了64Mb RRAM中所使用的單元結構為1T1R類型,根據(jù)1T1R單元原理圖完成了存儲單元版圖的設計,隨后將存儲單元擴展至存儲陣列。在64Mb RRAM整體設計上本文采用分割陣列和層次化譯碼方式,將存儲陣列整體分割成4×39個小陣列,每個小陣列包括2048×256個單元,此外每個小陣列還有其對應的參考陣列用于提供參考電阻接入靈敏放大器。其次根據(jù)RRAM的讀出特性,本文針對性地設計了一款電壓型交叉耦合結構的讀出靈敏放大器,其前仿結果表明該靈敏放大器可以在25ns內將數(shù)據(jù)準確讀出。在前仿通過基礎... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?Ｆｌａｓｈ單元結構??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｆｌａｓｈ?ｃｅｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??

［９＿１（）］。Ｆｌａｓｈ的結構和ＭＯＳ管類似，包括源漏和柵極三部分，區(qū)別點在于Ｆｌａｓｈ在傳統(tǒng)??ＭＯＳ管的柵極和硅襯底之間加入了浮柵層，如圖１－２所示，其中浮柵層用于存儲電子??［１＼當在控制柵施加電壓時，內部形成電場，電場作用使得浮柵層被注入電子或者拉出??電子，通過控制浮柵層內電子的有無來實現(xiàn)數(shù)據(jù)寫入和擦除的目的。由于當浮柵層中存??儲電子時，ＭＯＳ管的閾值電壓會變大，對于固定的柵壓來說源漏間電流會變小，相反在??浮柵層中沒有存儲電子的情況下，電流會變大，通過電流大小可以進行數(shù)據(jù)“０”、“１”??的判斷。??浮柵層???：????ｓ丨襯底??’??：二?）ｒ．?ｒ???；????圖１－２?Ｆｌａｓｈ單元結構??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｆｌａｓｈ?ｃｅｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??Ｆｌａｓｈ存儲器按其陣列構造方式可以分成ＮＯＲ型和ＮＡＮＤ型［１２］。其中ＮＯＲ?Ｆｌａｓｈ??在進行數(shù)據(jù)讀寫時的單位為字節(jié)形式，加快了數(shù)據(jù)存取的速度；而ＮＡＮＤ?Ｈａｓｈ是以讀??取數(shù)據(jù)塊的方式進行工作，每次讀取的數(shù)據(jù)為５１２個字節(jié)。由于其采用數(shù)據(jù)塊的讀取方??式，導致其讀取速度相對來說比ＮＯＲ型慢，但速度的折中換來了高密度和低成本的優(yōu)??勢［１３１?Ｆｌａｓｈ的出現(xiàn)使得非揮發(fā)性存儲器進入一個快速發(fā)展階段

發(fā)生高、低轉變是由其內部導電細絲的引起的，當器件收受到正向電壓激勵時，內部形??成導電細絲使得器件處于低阻狀態(tài)。當器件兩端加上方向電壓致使己形成導電細絲破滅??時，器件由低阻變化到高阻狀態(tài)。如圖２－１所示表示Ａｇ電極ＥＣＭ發(fā)生高低阻態(tài)轉換??時內部導電細絲的轉換過程［５］？８４。??Ｗ）關態(tài)?（ｂ＞開態(tài)??ａｅ，ｕＳ，ｃ＜�。В辏�?磚?Ｓ??Ｍ］??（ｃ）?ＲＨＳＨＴ?＜ａ）?ＳＥＴ??圖２－１導電細絲轉變過程??Ｆｉｇｕｒｅ２－１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｆｉｌａｍｅｎｔ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ??９??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]阻變存儲器外圍電路的設計與實現(xiàn)[D]. 楊順.國防科學技術大學 2015



本文編號：2943452