阻变存储器 器件、材料、机理、可靠性及电路PDF电子书下载

第1章 RRAM概述 1

参考文献 5

第2章 2D RRAM的存储单元结构 9

2.1 1T1R单元 9

2.1.1 单元结构 9

2.1.2 单极和双极操作 12

2.2 采用二极管作为选通器件的单元 15

2.2.1 单极操作的1D1R单元 15

2.2.2 采用双向二极管作为选通器件的RRAM单元 16

2.3 自整流RRAM单元 21

2.3.1 混合型RRAM存储单元 21

2.3.2 互补型RRAM器件 23

参考文献 25

第3章 RRAM的阻变机理 29

3.1 导电细丝的类型及其相应的阻变过程 30

3.1.1 金属导电丝型RRAM 31

3.1.2 氧空位导电丝RRAM 34

3.2 RRAM的FORMING过程 39

3.3 导电细丝的微缩化及其对性能的影响 41

参考文献 44

第4章 影响RRAM读写性能的主要因素和优化方法 49

4.1 降低RESET电流的方法 49

4.1.1 构建多层结构 51

4.1.2 通过控制限流降低功耗 52

4.2 操作算法提高RRAM读写特性 55

4.2.1 自适应写操作算法提高写成功率和Roff/Ron窗口 55

4.2.2 操作算法提高参数一致性 56

4.3 工艺方法提高读写参数一致性 59

4.3.1 电极效应 59

4.3.2 插入缓冲层和构建双层结构 60

4.3.3 嵌入金属来控制导电通路 61

参考文献 63

第5章 RRAM的可靠性 66

5.1 保持特性当前的测试方法 66

5.2 保持特性的模型和改善方法 67

5.2.1 RRAM保持特性失效模型 67

5.2.2 通过形成高密度的氧空位CF改善保持特性 68

5.2.3 通过动态自适应写操作算法改善保持特性 70

5.3 耐久性模型和改善方法 72

5.3.1 耐久性失效模型 72

5.3.2 高耐久性的器件结构 75

5.3.3 通过编程算法提高耐久性 77

参考文献 79

第6章 提高RRAM读写速度及带宽的电路技术 81

6.1 提高读速度的电路技术 81

6.1.1 基于反馈调节的位线偏压方案 81

6.1.2 PTADB方案 82

6.2 提高读带宽的电路技术 83

6.2.1 片上所有SA同时工作 84

6.2.2 交替页访问并结合DDR接口输出 84

6.3 加快写速度及带宽的电路技术 86

参考文献 87

第7章 提高RRAM读写良率和可靠性的电路技术 88

7.1 提高读良率的电路技术 88

7.1.1 PSRC方案 88

7.1.2 SARM方案 89

7.1.3 BDD-CSA方案 90

7.1.4 TABB方案 91

7.1.5 SSC-CSA方案 93

7.2 提高写良率降低写功耗的电路技术 95

7.2.1 自适应写模式 96

7.2.2 带反馈的自定时写方案 97

7.3 提高耐久性和保持特性的电路技术 98

7.3.1 两步FORMING方案 98

7.3.2 阻值验证写方案 100

7.3.3 动态自适应写方法 100

参考文献 102

第8章 3D RRAM集成及电路技术 104

8.1 传统交叉点架构的漏电通路及功耗问题 105

8.2 基于1TXR的3D RRAM 106

8.2.1 1TXR单元及阵列架构 106

8.2.2 克服写干扰的编程算法 107

8.2.3 克服读干扰的措施 110

8.3 基于1D1R单元的3D RRAM 111

8.3.1 阵列架构 111

8.3.2 可以补偿漏电流来精确检测阻态变化的写电路技术 112

8.3.3 采用位线电容隔离来加快SA翻转的读电路 113

8.4 采用双向二极管作为选通器件的3D RRAM 113

8.4.1 阵列架构 114

8.4.2 1BD1R阵列的编程条件 114

8.4.3 采用冗余单元的多位写架构 116

8.5 具有较低光刻成本的竖直3D堆叠方式 116

8.5.1 单元和阵列的截面图 117

8.5.2 光刻方面的成本优势 119

参考文献 121