幾種新型非易失性存儲(chǔ)器

摘  要： 本文簡(jiǎn)單介紹了鐵電存儲(chǔ)器、磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器和相變存儲(chǔ)器這三種比較有發(fā)展?jié)摿Υ鎯?chǔ)器的原理、研究進(jìn)展及存在的問(wèn)題等。
關(guān)鍵詞： 非易失性存儲(chǔ)器；FeRAM；MRAM；OUM

引言
更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時(shí)問(wèn)、更低成本和更高可靠性是存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)和制造者追求的永恒目標(biāo)。根據(jù)這一目標(biāo)，人們研究各種存儲(chǔ)技術(shù)，以滿足應(yīng)用的需求。本文對(duì)目前幾種比較有競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展?jié)摿Φ男滦头且资源鎯?chǔ)器做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。


圖1 MTJ元件結(jié)構(gòu)示意圖

鐵電存儲(chǔ)器(FeRAM)
鐵電存儲(chǔ)器是一種在斷電時(shí)不會(huì)丟失內(nèi)容的非易失存儲(chǔ)器，具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)前應(yīng)用于存儲(chǔ)器的鐵電材料主要有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)系列，包括PbZr1-xTixO3，SrBi2Ti2O9和Bi4-xLaxTi3O12等。鐵電存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)原理是基于鐵電材料的高介電常數(shù)和鐵電極化特性，按工作模式可以分為破壞性讀出(DRO)和非破壞性讀出(NDRO)。DRO模式是利用鐵電薄膜的電容效應(yīng)，以鐵電薄膜電容取代常規(guī)的存儲(chǔ)電荷的電容，利用鐵電薄膜的極化反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫(xiě)入與讀取。鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(FeRAM)就是基于DRO工作模式。這種破壞性的讀出后需重新寫(xiě)入數(shù)據(jù)，所以FeRAM在信息讀取過(guò)程中伴隨著大量的擦除/重寫(xiě)的操作。隨著不斷地極化反轉(zhuǎn)，此類(lèi)FeRAM會(huì)發(fā)生疲勞失效等可靠性問(wèn)題。目前，市場(chǎng)上的鐵電存儲(chǔ)器全部都是采用這種工作模式。NDRO模式存儲(chǔ)器以鐵電薄膜來(lái)替代MOSFET中的柵極二氧化硅層，通過(guò)柵極極化狀態(tài)(