圖1:元件構造

圖2:存儲器技術的比較


  日立製作所中央研究所開發出了選擇元件採用多晶矽MOS晶體管的相變存儲器(Phase Change Memory:PCM),並在“2011 Symposium on VLSI Technology”上發布(演講編號:5B-2)。設想用於存儲用途,以實現低成本化和GB/秒級的高寫入速率。

  PCM具有“工作電壓低、可擴展性強、寫入時間短等優點,因此適用於存儲用途”(日立製作所)。但是,原來的PCM由於復位電流大至140μA,因此需要驅動力較強的選擇元件(矽基板上的MOS晶體管和二極管)。其結果,就難以縮小存儲器單元的面積,而且難以提高寫入時的並行性。

  為了解決這些課題,日立製作所此次試制了選擇元件利用多晶矽MOS晶體管的PCM,並已證實其可進行置位和復位操作。存儲部分在水平狀的多晶矽通道上,形成了水平狀的薄型相變材料。採用該構造,可將復位電流降低至45μA。由此,可以提高寫入時的並行性。估計復位時間可以達到30ns左右,由此可以實現GB/秒級的寫入速率。加之,採用多晶矽MOS晶體管,可以為存儲器單元的三維積層開闢道路。由此能降低bit成本。據日立製作所介紹,此次提出的構造可實現無需接點的簡潔型存儲器單元構造,因此能將單層的物理存儲器單元面積降至4F2,而且還可以減少工序數。

  日立製作所此次公開了以下數據:擦寫次數最高為100次,置位狀態和復位狀態的電阻值沒有太大變化。日立製作所表示,“儘管此次公開的擦寫次數為100次,但100次並不是元件擦寫次數的極限”。

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