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基于高密度存储器技术发展与应用的探索

2017-11-30胥日升湖南省长沙市周南中学

数码世界 2017年11期
关键词:存储器氧化物高密度

胥日升 湖南省长沙市周南中学

基于高密度存储器技术发展与应用的探索

胥日升 湖南省长沙市周南中学

高密度存储器技术就是可以在一个存储单元中储存很多大容量的数据资料。在这个社会经济发展迅猛的时代,高密度存储技术也被推动着发展和进步。为了适应当前的市场运用情况以及存储技术的发展情况,还需要作为高中生的我们尽量学好各个科目,尤其是物理学科。高密度存储器技术涉及到高中物理有关导体的课程等。所以,本文针对高密度存储器技术发展以及运用进行了简单的介绍和分析。

高密度 存储器技术 发展 应用探索

1 关于磁性随机存取存储器的运用和发展

对于磁性随机存取存储器,通常情况下运用的是磁化方向异同而引起的磁电阻异同进行记录0与1。因为存储是通过磁性方法而不是当作电荷进行存储的,因而,其存储器拥有非易失性。磁性随机存取存储器的存储单元是根据磁性薄膜组建而成的,磁性随机存取存储器的驱动逻辑设置等等半导体零件都聚集在半导体衬底里面。

假如非磁性层的材质是根据铜或者类似的导体所研制而成的,那么磁阻效应薄膜就会被叫做巨磁致电阻薄膜。这类巨磁阻类型的非磁性层界面位置的传导电子就会出现漫游的情况,传输电子具备极化的特点。若非磁性层是根据像A1203这类型的绝缘体研制的,那么磁阻效应薄膜就会被叫做一个依赖自旋隧道磁致电阻薄膜,这个自旋极化电子的穿越隧道的频率就会产生变化。磁性随机存取存储器规定自旋隧道磁致电阻薄膜的材质必须具备非常高的磁电阻比。在室内温度下,较高的磁电阻比自旋隧道磁致电阻薄膜材质是当前人们研究和探讨的一个重点。所以,一般运用Co-Fe/A 1-0/Co-Fe系统磁性隧道结,而室内温度磁电阻比能够达到百分之30到80左右。

见图1,这是磁性随机存取存储器存储单元构架图。这个磁性随机存取存储器的结构安置在半导体衬底上面的,以供金属布线层,M1M2以及一个过渡金属层TM。除去读字线RWL,地线GND以及写字线与位线BL都在不一样的金属布线层之中。磁性薄膜存储单元经过过渡金属层TM和金属布线层M2M1和有关接触孔以及晶体管ATR的纰漏区域相互连接,晶体管ATR的源区与地线GND相互连接,而晶体管ATR的栅极就是读字线RWL。磁性随机存取存储器存储单元能够非常便捷的镶嵌到逻辑电路芯片之中,磁性随机存取存储器就能够和动态的随机存取存储器相同的高密度,并且具备非易失性和耗能低的特点。

图1 磁性随机存取存储器存储单元构架图

2 关于电阻随机存取存储器的运用和发展

对于电阻随机存取存储器的工作原理就是把拥有阻变特点的材质放在两个电极当中,阻变材质在不一样的外加偏压条件下,其电阻也会在高阻态以及低阻态当中发生转化,进而完成数据存储。电阻随机存取存储器的构架非常简单,并且其可缩微性能较高,功能消耗较少,存储的密度也比较大,速度也很快,可以和CMOS的结构相互融合,所以,也是人们研究的一个重点对象。在电阻随机存取存储器的集成构架当中,其是根据IR和ITIR以及IDIR这几个单元结构组建而成的,且ITIR是有源结构,这个结构拥有非常高的密度性,且非常容易集成3D。与此同时,能够解决串扰和误读情况,可是IR和IDIR是无源结构。依照运用的存储介质的不相同,电阻随机存取存储器有有机电阻随机存取存储器和金属氧化物电阻随机存取存储器以及导电桥接电阻随机存取存储器。

2.1 有机电阻随机存储器

有机电阻随机存取存储器一般是运用“三明治”的结构进行的,把具备电双稳态的有机薄膜材质放在两层电极当中。在今天,运用于阻变存储器的有机半导体材质拥有共轭小分子材质以及高分子聚合物材质。有机非挥发性存储器的构建时交叉线有机存储器以及有机薄膜场效应的晶体管存储器。

2.2 金属氧化物电阻随机存取存储器

在国外的休斯顿大学以及相关人员采用了庞磁阻效应材质当中的新情况,就是电脉冲感应电阻效应的电阻随机存取存储器器件。金属氧化存储的介质阻变层材质一般分成两种,一是二元过渡金属氧化物;二是多元金属氧化物。在金属氧化存储介质阻变层材质当中的二元过渡金属氧化物中的Cu20和Zr02等是当前人们探索次数较多的东西。而其中的多元金属氧化物在当今拥有阻变效应的多元金属氧化物和三元金属氧化物以及四元金属氧化物。

2.3 可编程的金属单元电阻随机存取存储器

对于可编程的金属单元电阻随机存取存储器,其是根据可编程金属化材质构建而成的。可编程金属化材质组建而成的存储元件具备了稳定静止高阻态。可是经过在存储元件上添加合适的电压,那么编程就是稳定低阻态的。添加到存储元件里面的合适的幅度的反向电压就能够重新恢复到高阻态。经过在可编程导体材质的表面以及穿插可编程导体材质表面生长导电枝晶,可以生产出低阻态。

通过上述的描述,对高密度存储器进行了简单概述,从磁性随机存取存储器和电阻随机存取存储器两方面不难得出,我国在这项技术上已有明显进步,这项高精度技术有很大的空间去开拓和发展,还需要相关工作者在存储行业当中继续追寻高密度存储技术,推动高性能存储器的发展,这一探索道路相当艰难,需要花费大把的时间和精力去完善技术。在吸取外国经验的同时不断完善自我,努力提高科技水平,这样才能更好的为高速发展的信息时代提供强有力的技术支撑。

[1]鲍旭恒,吴艳艳.高密度存储器技术发展与应用浅谈[J].河南科技,2015,21:7-8.

[2]刘春森,周鹏,张卫.原子晶体非易失存储[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2016,10:107-125.

[3]廖湘科,肖侬.新型高性能计算系统与技术[J].中国科学:信息科学,2016,09:1175-1210.

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