幾種新型非易失性存儲器

摘  要： 本文簡單介紹了鐵電存儲器、磁性隨機(jī)存儲器和相變存儲器這三種比較有發(fā)展?jié)摿Υ鎯ζ鞯脑怼⒀芯窟M(jìn)展及存在的問題等。
關(guān)鍵詞： 非易失性存儲器；FeRAM；MRAM；OUM

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


圖1 MTJ元件結(jié)構(gòu)示意圖

鐵電存儲器(FeRAM)
鐵電存儲器是一種在斷電時(shí)不會(huì)丟失內(nèi)容的非易失存儲器，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。鐵電存儲器的存儲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)的存儲電荷的電容，利用鐵電薄膜的極化反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入與讀取。鐵電隨機(jī)存取存儲器(FeRAM)就是基于DRO工作模式。這種破壞性的讀出后需重新寫入數(shù)據(jù)，所以FeRAM在信息讀取過程中伴隨著大量的擦除/重寫的操作。隨著不斷地極化反轉(zhuǎn)，此類FeRAM會(huì)發(fā)生疲勞失效等可靠性問題。目前，市場上的鐵電存儲器全部都是采用這種工作模式。NDRO模式存儲器以鐵電薄膜來替代MOSFET中的柵極二氧化硅層，通過柵極極化狀態(tài)(