США: Предложен ещё один вариант ReRAM

0

Пока компания Samsung продолжает совершенствовать выпуск традиционной флэш-памяти NAND-типа, которая начнёт наращивать свою плотность за счёт увеличения числа кристаллов в стеке, молодые и горячие разработчики изобретают свои версии резистивной памяти ReRAM. Хитрость в том, что вариантов реализации ReRAM достаточно много. Но все они сводятся к одному результату – между двумя управляющими электродами должен возникнуть слой, сопротивление которого может регулироваться в широких пределах и не меняться в случае снятия питания. Такую память разрабатывают практически все ведущие компании полупроводникового сектора, хотя наиболее часто мы слышим о достижениях HP, SK Hynix и Toshiba.

Стало известно, что молодая американская компания Crossbar не только предложила свой вариант ReRAM, но и выпустила опытный экземпляр фирменной резистивной памяти на обычном предприятии. Компания Crossbar организована в 2010 г. выходцами из Университета Мичигана. За ней, как за перспективным предприятием, уже стоят несколько инвестиционных фондов, которые обеспечили финансирование разработок. Автор разработки – один из профессоров университета – Вей Лу (Wei Lu).

В компании не признаются, на каком производстве выпущен опытный экземпляр новой энергонезависимой памяти. Известно только, что он создан с применением 110-нм техпроцесса и сейчас разработчики изучают возможность выпуска опытного экземпляра ReRAM с применением 30-нм техпроцесса. И здесь есть сложности, которые кроются в виде задействованных материалов, в частности – из-за использования серебра.

Технология Crossbar подразумевает, что управляемый резистивный слой – это участок из аморфного кремния между серебряным электродом и электродом из поликристаллического кремния. Приложив к электродам небольшое напряжение – порядка 3,5 В – запускается процесс миграции ионов серебра через аморфный кремний к нижнему электроду. По ходу процесса в аморфном кремнии возникают токопроводящие нити из ионов серебра. В самом простом случае возникает ситуация, когда с контактов можно считать “0” или “1” – отсутствие “нитей” или их наличие. В более сложном случае можно измерять силу тока через проводящий слой и фиксировать сопротивление канала, осуществляя, тем самым многоуровневую запись. Изменяя полярность записывающего напряжения можно вызвать обратный процесс по удалению ионов серебра из промежуточного (записывающего) слоя.

По мнению компании, предложенная технология обещает 20-кратный рост скорости записи по сравнению с NAND-флэш, а также 20-кратное снижение потребления. При этом надёжность записи возрастает на порядок, а время задержек записи снижается до 20 нс. Число допустимых циклов перезаписи тоже внушает уважение – 1 миллион. На практике, однако, всё это ещё предстоит подтвердить. К тому же, серебро считается “грязным” материалом и мало применяется для непосредственного производства сложных кристаллов – оно легко проникает в смежные материалы и легко становится паразитной примесью. Есть ещё один неприятный момент – не до конца понятно, как поведут себя ионы серебра в канале в случае перепада рабочих температур.

В компании Crossbar, тем не менее, уверены в успехе. В виде встраиваемой энергонезависимой памяти разработка обещает появиться в 2015 г. Для этого компания будет лицензировать технологию выпуска ReRAM. В виде самостоятельных микросхем Crossbar собирается выпустить ReRAM в 2016 г. Что важно, предложенная компанией технология допускает простое наращивание слоёв без каких-либо межслойных соединений. В настоящий момент опытный контроллер Crossbar допускает работу с тремя рабочими слоями, но в будущем их число может быть значительно увеличено. Речь идёт о терабайтах информации в каждом кристалле, отчего даже захватывает дух. (Crossbar/NovostIT)