Memoria rezistivă cu acces aleatoriu ( RRAM , ReRAM , Memoria rezistivă cu acces aleatoriu ) este o memorie non-volatilă care este dezvoltată de mai multe companii. Există deja versiuni proprietare ale ReRAM [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] . Tehnologia are unele asemănări cu CBRAM și PRAM .
În februarie 2012 , Rambus a cumpărat (absorbit) Unity Semiconductor de la ReRAM pentru 35 de milioane de dolari.[ semnificația faptului? ] [8] .
Ideea de bază este că dielectricii, care au în mod normal o rezistență foarte mare, pot forma filamente conductoare cu rezistență scăzută în ei înșiși la aplicarea unei tensiuni suficient de ridicate și, de fapt, pot trece de la un dielectric la un conductor. Aceste filamente conductoare pot fi formate prin diferite mecanisme. Prin aplicarea unor niveluri adecvate de tensiune, filamentele conductoare pot fi fie distruse (și materialul devine din nou dielectric), fie formate din nou (și materialul devine din nou conductor) [9] .
Există mai multe efecte de comutare de stare. Prima dintre acestea necesită o polaritate de tensiune pentru operațiunile de comutare cu rezistență scăzută la mare (operație de resetare a biților) și polaritatea opusă pentru operațiunile de comutare cu rezistență mare la rezistență scăzută (operație de setare de biți). Aceste efecte sunt numite efecte de comutare bipolară. În schimb, există și efecte de comutare unipolară în care ambele operațiuni (atât resetarea, cât și setarea biților) necesită aceeași polaritate, dar tensiuni diferite.
O altă metodă de clasificare este după tipul locului conductor. Unele efecte, atunci când sunt comutate, formează mai multe filamente subțiri și doar unele dintre ele sunt în stare conducătoare. Alte efecte de comutare formează zone omogene (uniforme) în loc de filamente. Mai mult, în ambele cazuri, regiunile de conducere pot fi formate atât pe toată distanța dintre electrozi, cât și concentrate în apropierea electrodului [10] .
Adică, materialul este în esență un rezistor fix controlat cu două sau mai multe niveluri de rezistență comutabile. Informațiile sunt citite prin aplicarea unei tensiuni scăzute la un capăt al rezistenței și măsurarea nivelului de tensiune la celălalt capăt. În cazul a două niveluri de rezistență, rezistorul poate fi considerat ca un jumper controlat - cu un 1 logic la intrare, ieșirea este fie 1 (tensiune suficientă pentru a fi recunoscută ca unitate logică, de exemplu, mai mult de 3 volți ) sau 0 (tensiune insuficientă pentru a fi recunoscută ca unitate logică, de exemplu, mai mică de 2,5 volți).
Celulele de memorie pot fi conectate la liniile de date din cip în trei moduri: direct, prin diode și prin tranzistori.
Celulele de memorie sunt asamblate într-o matrice clasică cu rânduri și coloane (și straturi, pentru memoria multistrat), în timp ce fiecare celulă specifică este controlată prin aplicarea tensiunii unei anumite coloane și unui anumit rând, în punctul de intersecție al căruia se află celula țintă. Deoarece nu toate celulele au rezistență maximă (unele dintre ele sunt conducătoare comutate, altele nu - aceasta este memoria), această configurație este supusă unor curenți mari de scurgere care curg prin celulele adiacente (neselectate) care sunt într-o stare conductivă, ceea ce face ca este foarte dificilă o estimare a rezistenței celulei selectate, astfel încât viteza de citire va fi relativ scăzută. Se pot adăuga selectoare suplimentare pentru a îmbunătăți situația, dar necesită tensiune și putere suplimentară. De exemplu, diodele în serie cu celule pot minimiza în mod semnificativ curenții de scurgere prin creșterea decalajului căilor de scurgere parazite față de țintă de câteva ori (de exemplu, polarizarea directă a unei diode de siliciu este de 0,6 volți și decalajul celei mai scurte). calea parazită în matricele bidimensionale și tridimensionale constă din trei astfel de diode și va fi de 1,8 V. Dacă tensiunea de citire este setată în intervalul de la 0,8 la 1,5 V, celula va fi citită cu succes și fără interferențe), iar diodele pot fi încorporate în baza celulei de memorie (o celulă din siliciu, conectată la liniile metalice de rânduri și coloane, o diodă poate fi creată la joncțiunea dintre metal și siliciu) fără a ocupa spațiu suplimentar în cristal. În cele din urmă, fiecare celulă poate fi echipată cu un tranzistor (în mod ideal MOSFET ), care elimină complet curenții de scurgere paraziți, permițându-vă să selectați ușor și rapid o anumită celulă și să citiți starea acesteia fără interferențe, ceea ce va crește doar viteza de citire a memoriei. , dar tranzistorii vor necesita pentru ei înșiși spațiu suplimentar în cristal și linii de control suplimentare.
Pentru memoria cu acces aleatoriu cu topologie matriceală, tranzistorii sunt preferați, dar diodele pot deschide calea stivuirii mai multor straturi de memorie una peste alta, ceea ce vă va permite să obțineți o ambalare tridimensională ultra-densă a mai multor straturi (cu o adresă de genul x, y, z) și module de memorie super-capacitate, care sunt ideale pentru dispozitivele de stocare. Mecanismul de comutare (selector de rând, coloană și strat) poate fi multidimensional și multicanal și poate funcționa cu mai multe straturi simultan și independent.
Angajații Universității din California din Riverside (SUA) au propus în 2013 să folosească nanoinsule auto-asamblate de oxid de zinc ca selector în loc de diode [11] [12] .
Cercetătorii de la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova dezvoltă tehnologii pentru crearea de matrice ReRAM multistrat (similar cu 3D NAND) [13] .