A rezisztív véletlen hozzáférésű memória ( RRAM , ReRAM , Resistive véletlen hozzáférésű memória ) egy nem felejtő memória , amelyet több vállalat fejleszt. A ReRAM-nak már vannak szabadalmaztatott verziói [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] . A technológia néhány hasonlóságot mutat a CBRAM -mal és a PRAM -mal .
2012 februárjában a Rambus 35 millió dollárért megvásárolta (felszívta) a ReRAM Unity Semiconductor-ját.[ a tény jelentősége? ] [8] .
Az alapötlet az, hogy az általában nagyon nagy ellenállású dielektrikumok kellően nagy feszültség hatására kis ellenállású vezető szálakat képezhetnek magukban, és gyakorlatilag dielektrikumból vezetővé válnak. Ezek a vezető szálak különféle mechanizmusokkal képződhetnek. Megfelelő feszültségszint alkalmazásával a vezető szálak vagy megsemmisülhetnek (és az anyag újra dielektrikummá válik), vagy újra kialakulhat (és az anyag ismét vezetővé válik) [9] .
Számos állapotváltó effektus létezik. Ezek közül az első egy feszültségpolaritást igényel az alacsony és nagy ellenállású kapcsolási műveletekhez (bit-reset művelet), és az ellenkező polaritást a nagy és alacsony ellenállású kapcsolási műveletekhez (bitbeállításos működés). Ezeket a hatásokat bipoláris kapcsolóhatásoknak nevezzük. Ezzel szemben léteznek olyan unipoláris kapcsolási effektusok is, ahol mindkét művelet (mind a visszaállítás, mind a bitbeállítás) azonos polaritást, de eltérő feszültséget igényel.
Egy másik osztályozási módszer a vezető hely típusa szerint. Egyes effektusok kapcsolásakor több vékony filamentet képeznek, és csak néhány van vezető állapotban. Más kapcsolási hatások homogén (egyenletes) zónákat képeznek az izzószálak helyett. Ezenkívül mindkét esetben a vezetési tartományok kialakíthatók az elektródák közötti teljes távolságon keresztül, és az elektródák közelében koncentrálhatók [10] .
Vagyis az anyag lényegében egy vezérelt fix ellenállás két vagy több kapcsolható ellenállásszinttel. Az információ beolvasása az ellenállás egyik végén kis feszültséggel, a másik végén pedig a feszültségszint mérésével történik. Két ellenállási szint esetén az ellenállás vezérelt jumpernek tekinthető - logikai 1-es bemenetnél a kimenet vagy 1 (a logikai egységként való felismeréshez elegendő feszültség, például több mint 3 volt ) vagy 0 (a feszültség nem elegendő a logikai egységként való felismeréshez, például kisebb, mint 2,5 volt).
A memóriacellákat háromféleképpen lehet a chipben lévő adatvonalakhoz csatlakoztatni: közvetlenül, diódákon és tranzisztorokon keresztül.
A memóriacellákat egy klasszikus mátrixba állítják össze sorokkal és oszlopokkal (és rétegekkel, többrétegű memória esetén), míg az egyes cellákat úgy irányítják, hogy egy adott oszlopra és egy sorra feszültséget kapcsolnak, amelyek metszéspontjában a célcella található. Mivel nem minden cellának van maximális ellenállása (egyikük vezetőképes, néhány nem - ez memória), ez a konfiguráció nagy szivárgási áramoknak van kitéve, amelyek a szomszédos (nem kiválasztott) vezetőképes cellákon keresztül áramlanak, ami nagyon nehéz megbecsülni a kiválasztott cella ellenállását, így az olvasási sebesség viszonylag alacsony lesz. A helyzet javítása érdekében további választógombok is hozzáadhatók, de ezekhez több feszültség és teljesítmény szükséges. Például a cellákkal sorba kapcsolt diódák jelentősen minimalizálhatják a szivárgási áramokat azáltal, hogy a kóbor szivárgási utak célponthoz viszonyított eltolását többszörösére növelik (például a szilíciumdióda előfeszítése 0,6 volt, a legrövidebbé pedig az eltolás A kétdimenziós és háromdimenziós mátrixban lévő kósza út három ilyen diódából áll, és 1,8 V lesz. Ha az olvasási feszültséget 0,8 és 1,5 V közötti tartományba állítjuk, a cella sikeresen és interferencia nélkül lesz olvasható), a diódák pedig beépíthetők a memóriacella alapjába (szilíciumból készült cella, amely a sorok és oszlopok fém vonalaihoz kapcsolódik, fém és szilícium találkozásánál dióda hozható létre) anélkül, hogy további helyet foglalna a kristály. Végül minden cella felszerelhető tranzisztorral (ideális esetben MOSFET ), amely teljesen kiküszöböli a parazita szivárgási áramokat, lehetővé téve egy adott cella egyszerű és gyors kiválasztását és állapotának zavarmentes leolvasását, ami csak növeli a memória olvasási sebességét. , de a tranzisztorok további helyet igényelnek a kristályban és további vezérlővonalakat.
Mátrix topológiájú véletlen elérésű memóriák esetén előnyösebb a tranzisztorok használata, de a diódák utat nyithatnak több memóriaréteg egymásra helyezéséhez, ami lehetővé teszi, hogy több rétegből háromdimenziós ultrasűrű csomagolást kapjon (a egy cím, mint az x, y, z), és ennek megfelelően nagy kapacitású memóriamodulok, amelyek ideálisak tárolóeszközök számára. A kapcsolási mechanizmus (sor-, oszlop- és rétegválasztó) lehet többdimenziós és többcsatornás, és egyszerre és egymástól függetlenül több réteggel is működhet.
A Riverside-i Kaliforniai Egyetem (USA) munkatársai 2013-ban azt javasolták, hogy diódák helyett szelektorként használják a cink-oxidból összeállított nanoszigeteket [11] [12] .
A Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézet kutatói technológiát fejlesztenek többrétegű ReRAM tömbök létrehozására (hasonlóan a 3D NAND-hoz) [13] .