Slide vật liệu nano và màng mỏng pram

.c om KHOA KHOA HỌC & CÔNG NGHÊ VẬT LIỆU BỘ MƠN NANO MÀNG MỎNG Mơn Vật liệu linh kiện lưu trữ liệu cu u du o ng th an co ng RRAM (Resistive RAM) Thực Lê Hải Đoàn 1419070 Hoàng Minh Nguyêt 1419199 Hồ THị Thanh Nhàn 1419201 Nguyễn Trần Thảo Nhi 1419209 Võ Thị Hoài Xuân 1419391 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đặc điểm Kết luận c om • ng Cơ chế co • an Hoạt động th • ng Cấu trúc du o • u Giới thiệu cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Giới thiệu co ng c om • RRAM nhớ độc lập (a Standalone Memory) du o u cu • Thay đổi điện trở vật liệu thể rắn điện mơi ng th an • Khơng khả biến • RRAM ~ CBRAM PCM Memristor CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Cấu trúc RRAM Lớp cách điện kẹp hai điện cực  Gồm: transistor (1T), idode (1D) điện trở (1R)  Điện trở thiết bị RRAM thay đổi cách áp dụng độ lệch bên qua khe MIM cu u du o ng th an co ng  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Cấu trúc RRAM Lớp cách điện kẹp hai điện cực  Có thể thay đổi từ điện trở sang điện trở khác cách áp điện áp  Có nhiều loại RRAM, Oxide kim loại RRAM phổ biến cu u du o ng th an co ng  Sơ đồ RRAM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Cấu trúc RRAM Top electrode (TE) Ví dụ Top electrode co ng Pt, TiN/Ti, TiN, Ru, Ni … TiOx , NiOx , HfOx , WOx , Transition Metal Oxide TaOx , VOx , CuOx , … Bottom electrode TiN, TaN, W, Pt, … an Transition Metal Oxide Có nhiều loại RRAM, Oxide kim loại RRAM phổ biến tương thích với kĩ thuật CMOS cu • u du o ng th Bottom electrode (BE) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Hoạt động RRAM RRAM lưu trữ liệu cách sử dụng ion để thay đổi điện trở, điện tử  RRAM tạo khuyết tật lớp oxit mỏng, nút khuyết oxy, thay đổi tạo dịng điện trường  Sự chuyển động ion oxy vị trí oxit tương tự chuyển động điện tử lỗ trống bán dẫn cu u du o ng th an co ng  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Hoạt động RRAM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt an (unipolar): đảo mạch không phụ Đảothuộc điện vào trở: điều khiển điện phân cựcq củatrình điện đảo áp đặt trở theo nhiệt, hóa, điện  lưỡng cực (bipolar): nhạy với phân cực điện áp Set reset xảy cực phân cực du o ng th  đơn cực u  Điện áp phân cực cu  co ng Các chế độ chuyển đổi phân loại là: c om Cơ chế chuyển đổi RRAM 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TCM c om Cơ chế chuyển đổi RRAM VCM cu u du o ng th an co ng ECM  Đảo điện trở: điều khiển trình đảo điện trở theo nhiệt, hóa, điện CuuDuongThanCong.com 13 https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Đặc điểm So sánh RRAM với PRAM – MRAM 18 Ref: PCM – Numonyx @ IEDM’09, MRAM: Literature from 2008-2010, RRAM – ITRI @ IEDM 2008, 2009 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Đặc điểm cu u du o ng th an co ng  Khả lưu trữ lên đến 1TB liệu chip nhất, cách "xếp chồng 3D"  Hoạt động khoảng thời gian nhanh  Cấu trúc cell nhỏ hơn, đơn giản  Một lựa chọn tốt cho thiết kế lưu đệm (cache)  Dùng lượng ~20 lần, kéo dài tuổi thọ pin thiết bị  Khả đọc / ghi nhanh vài nano giây Vật liệu đơn giản, chuyển đổi tốt: Ưu điểm lớn RRAM CuuDuongThanCong.com 20 10 https://fb.com/tailieudientucntt .c om Giải pháp khắc phục vấn đề kích thước tế bào* Dịng ghi thấp hơn: Kiến trúc thay thế: cu u du o dựa BJT [ITRI, IEDM 2010], kiến trúc mảng Rambus ng th an co ng (ví dụ) sử dụng điện cực kim loại oxide, ý tưởng khác 21 * Resistive RAM: Technology Status and Future Opportunities, Deepak C Sekar Rambus Labs (2014) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 cu u du o ng th an co ng c om Một vài thông số thiết bị RRAM Fujitsu 22 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Thị trường ứng dụng nhớ Memristor 23 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt RRAM mốc quan trọng phát triển công nghệ nhớ  Một lựa chọn đầy hứa hẹn thay cho FLASH ứng dụng embedded  Thương mại hóa RRAM cịn hạn chế, chủ yếu chi phí .c om Kết luận cu u du o ng th an co ng  24 https://www.researchgate.net/figure/265727614_fig17_Basic-RRAM-cell-structure-A-schematic-diagram-of-the-mechanism-of-the-resistive CuuDuongThanCong.com 14 https://fb.com/tailieudientucntt .c om TÀI LIÊU THAM KHẢO ReRAM technology; challenges and prospects, Hiro Akinaga, Hisashi Shima  Resistive RAM: Technology Status and Future Oppprtunities, Deepak C Sakar  Metal–Oxide RRAM, By H.-S Philip Wong, Fellow IEEE, Heng-Yuan Lee, Shimeng Yu, Student Member IEEE, Yu-Sheng Chen, Yi Wu, Pang-Shiu Chen, Byoungil Lee, Frederick T Chen, and Ming-Jinn Tsai  Simulation of Resistive Switching memories, F.M Gomer Campos, M,A Villena, F Jimenez Molinos, J, B Roldan cu u du o ng th an co ng  25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu 26 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... đệm (cache)  Dùng lượng ~20 lần, kéo dài tuổi thọ pin thiết bị  Khả đọc / ghi nhanh vài nano giây Vật liệu đơn giản, chuyển đổi tốt: Ưu điểm lớn RRAM CuuDuongThanCong.com 20 10 https://fb.com/tailieudientucntt... https://fb.com/tailieudientucntt .c om Hoạt động RRAM RRAM lưu trữ liệu cách sử dụng ion để thay đổi điện trở, điện tử  RRAM tạo khuyết tật lớp oxit mỏng, nút khuyết oxy, thay đổi tạo dòng điện trường ... Giới thiệu co ng c om • RRAM nhớ độc lập (a Standalone Memory) du o u cu • Thay đổi điện trở vật liệu thể rắn điện môi ng th an • Khơng khả biến • RRAM ~ CBRAM PCM Memristor CuuDuongThanCong.com