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關(guān)于“隨機存取存儲器(RAM)”的基礎(chǔ)知識詳解;

jf_22264169 ? 來源:jf_22264169 ? 作者:jf_22264169 ? 2025-09-19 11:04 ? 次閱讀
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【博主簡介】本人系一名半導(dǎo)體行業(yè)質(zhì)量管理從業(yè)者,旨在業(yè)余時間不定期的分享半導(dǎo)體行業(yè)中的:產(chǎn)品質(zhì)量、失效分析、可靠性分析和產(chǎn)品基礎(chǔ)應(yīng)用等相關(guān)知識。常言:真知不問出處,所分享的內(nèi)容如有雷同或是不當(dāng)之處,還請大家海涵,如有需要可看文尾聯(lián)系方式,當(dāng)前在網(wǎng)絡(luò)平臺上均以“愛在七夕時”的昵稱為ID跟大家一起交流學(xué)習(xí)!

一提到“存儲器”,相信很多朋友都會想到計算機。是的,在計算機的組成結(jié)構(gòu)中,有一個很重要的部分,就是存儲器。存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件,對于計算機來說,有了存儲器,才有記憶功能,才能保證正常工作。存儲器的種類很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存),輔助存儲器又稱外存儲器(簡稱外存)。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤,像硬盤,軟盤,磁帶,CD等,能長期保存信息,并且不依賴于電來保存信息,但是由機械部件帶動,速度與CPU相比就顯得慢的多。內(nèi)存指的就是主板上的存儲部件,是CPU直接與之溝通,并用其存儲數(shù)據(jù)的部件,存放當(dāng)前正在使用(即執(zhí)行中)的數(shù)據(jù)和程序,它的物理實質(zhì)就是一組或多組具備數(shù)據(jù)輸入輸出和數(shù)據(jù)存儲功能的集成電路,內(nèi)存只用于暫時存放程序和數(shù)據(jù),一旦關(guān)閉電源或發(fā)生斷電,其中的程序和數(shù)據(jù)就會丟失。

其中,在計算機中,RAM 、ROM都是數(shù)據(jù)存儲器。RAM 是隨機存取存儲器,它的特點是易揮發(fā)性,即掉電失憶。ROM 通常指固化存儲器(一次寫入,反復(fù)讀取),它的特點與RAM 相反。舉個例子來說也就是,如果突然停電或者沒有保存就關(guān)閉了文件,那么ROM可以隨機保存之前沒有儲存的文件但是RAM會使之前沒有保存的文件消失。所以,本章節(jié)要跟大家分享的就是關(guān)于“隨機存取存儲器(RAM)”相關(guān)的內(nèi)容,如有不對或是遺漏之處,還希望大家多多批評指正。

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一、隨機存取存儲器(RAM)的概述

隨機存取存儲器,英文全稱:Random Access Memory,簡稱RAM,也叫主存。是計算機和其他電子設(shè)備中用于存儲數(shù)據(jù)的一種半導(dǎo)體存儲器。它允許數(shù)據(jù)在任何時間被讀取或?qū)懭耄虼吮环Q為“隨機存取”。RAM是計算機運行時的主要存儲器,因為它提供了快速的數(shù)據(jù)訪問速度,這對于執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)至關(guān)重要。

同時,它還可以隨時讀寫(刷新時除外),而且速度很快,通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運行中的程序的臨時數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。RAM工作時可以隨時從任何一個指定的地址寫入(存入)或讀出(取出)信息。它與ROM的最大區(qū)別是數(shù)據(jù)的易失性,即一旦斷電所存儲的數(shù)據(jù)將隨之丟失。RAM在計算機和數(shù)字系統(tǒng)中用來暫時存儲程序、數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。

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二、隨機存取存儲器(RAM)的特點

1、快速訪問速度

RAM的訪問時間非常短,通常在納秒級別,這使得它能夠快速響應(yīng)CPU的指令和數(shù)據(jù)請求。

2、易失性

RAM是一種易失性存儲器,這意味著一旦斷電,存儲在其中的數(shù)據(jù)就會丟失。這與硬盤驅(qū)動器(HDD)或固態(tài)驅(qū)動器(SSD)等非易失性存儲器形成對比。

3、隨機存取能力

與順序存取存儲器(如磁帶)不同,RAM允許隨機存取,即可以直接訪問存儲器中的任何位置,而無需先讀取前面的數(shù)據(jù)。

4、動態(tài)和靜態(tài)之分

RAM可以分為動態(tài)RAM(DRAM)和靜態(tài)RAM(SRAM)。DRAM需要定期刷新電荷以保持數(shù)據(jù),而SRAM不需要刷新,因此速度更快,但成本也更高。

5、容量

RAM的容量可以從幾百KB到數(shù)GB不等,取決于應(yīng)用的需求和成本考慮。

6、成本

與其他類型的存儲器相比,RAM的成本相對較高,尤其是對于大容量的RAM。

7、可擴展性

RAM可以通過添加更多的內(nèi)存模塊來擴展容量。

8、多任務(wù)處理

RAM允許計算機同時運行多個程序,因為它可以存儲多個程序的數(shù)據(jù)。

9、數(shù)據(jù)完整性

RAM在正常使用條件下不會發(fā)生數(shù)據(jù)損壞,除非發(fā)生硬件故障。

10、與CPU的直接交互

RAM直接與CPU交互,因此它的速度對于整個系統(tǒng)的運行速度至關(guān)重要。

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三、隨機存取存儲器(RAM)的組成部分

隨機存取存儲器(RAM)由存儲矩陣、地址譯碼器、讀/寫控制器、輸入/輸出、片選控制等幾部分組成:

1、存儲矩陣

隨機存取存儲器(RAM)的核心部分是一個寄存器矩陣,用來存儲信息,稱為存儲矩陣。

2、地址譯碼器

地址譯碼器的作用是將寄存器地址所對應(yīng)的二進制數(shù)譯成有效的行選信號和列選信號,從而選中該存儲單元。

3、讀/寫控制器

訪問隨機存取存儲器(RAM)時,對被選中的寄存器進行讀操作還是進行寫操作,是通過讀寫信號來進行控制的。讀操作時,被選中單元的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)線、輸入/輸出線傳送給CPU(中央處理單元);寫操作時,CPU將數(shù)據(jù)經(jīng)輸入/輸出線、數(shù)據(jù)線存入被選中單元。

4、輸入/輸出

隨機存取存儲器(RAM)通過輸入/輸岀端與計算機的CPU交換數(shù)據(jù),讀出時它是輸岀端,寫入時它是輸入端,一線兩用。由讀/寫控制線控制。輸入/輸出端數(shù)據(jù)線的條數(shù),與一個地址中所對應(yīng)的寄存器位數(shù)相同,也有的隨機存取存儲器(RAM)芯片的輸入/輸出端是分開的。通常隨機存取存儲器(RAM)的輸出端都具有集電極開路或三態(tài)輸出結(jié)構(gòu)。

5、片選控制

由于受隨機存取存儲器(RAM)的集成度限制。一臺計算機的存儲器系統(tǒng)往往由許多隨機存取存儲器(RAM)組合而成。CPU訪問存儲器時,一次只能訪問隨機存取存儲器(RAM)中的某一片(或幾片),即存儲器中只有一片(或幾片)隨機存取存儲器(RAM)中的一個地址接受CPU訪問,與其交換信息,而其他片隨機存取存儲器(RAM)與CPU不發(fā)生聯(lián)系,片選就是用來實現(xiàn)這種控制的。通常一片隨機存取存儲器(RAM)有一根或幾根片選線,當(dāng)某一片的片選線接入有效電平時,該片被選中,地址譯碼器的輸出信號控制該片某個地址的寄存器與CPU接通;當(dāng)片選線接入無效電平時,則該片與CPU之間處于斷開狀態(tài)。

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四、隨機存取存儲器(RAM)的類型

1、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)

a.DRAM的介紹

內(nèi)存是計算機運行的基礎(chǔ)。當(dāng)與CPU結(jié)合使用時,可以運行指令集(程序)和存儲工作數(shù)據(jù)。隨機存取存儲器(RAM)是眾所周知的存儲器類型,因為它能夠以大致相同的時間延遲訪問存儲器中的任何位置。動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)是一種特定類型的隨機存取存儲器,它允許以較低的成本獲得更高的密度。筆記本電腦和臺式機中的內(nèi)存模塊使用DRAM。

b.工作原理

DRAM使用電容存儲數(shù)據(jù),每個單元由一個晶體管和一個電容組成。由于電容會逐漸放電,因此需要定期刷新。

其實,DRAM是由RobertDennard于1966年在IBM發(fā)明,其工作原理與其他類型的內(nèi)存大不相同。DRAM中的基本存儲單元由兩個元件組成:晶體管和電容器。當(dāng)需要將一個位放入存儲器時,晶體管用于對電容器充電或放電。充電電容表示邏輯高或“1”,而放電電容表示邏輯低或“0”。充電/放電通過字線和位線完成,如下圖所示:

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在讀或?qū)懫陂g,字線變高,晶體管將電容器連接到位線。位線上的任何值(“1”或“0”)都會從電容器中存儲或檢索。存儲在每個電容器上的電荷太小而無法直接讀取,而是由稱為感測放大器的電路測量。傳感器放大器檢測電荷的微小差異并輸出相應(yīng)的邏輯電平。從位線讀取的動作迫使電荷流出電容器。因此,在DRAM中,讀取是破壞性的。為了解決這個問題,需要進行一種稱為預(yù)充電的操作,將從位線讀取的值放回電容器中。

同樣有問題的是,隨著時間的推移,電容器會泄漏電荷。因此,為了保持存儲在內(nèi)存中的數(shù)據(jù),必須定期刷新電容器。刷新就像讀取一樣,確保數(shù)據(jù)永不丟失。這就是DRAM從DRAM單元上的電荷獲得“動態(tài)”名稱的地方,每隔一段時間就會動態(tài)刷新一次。與SRAM(靜態(tài)RAM)形成對比,后者不需要刷新就可以保持其狀態(tài)。

c.應(yīng)用

由于成本較低,DRAM廣泛應(yīng)用于個人電腦、服務(wù)器和大多數(shù)需要大容量內(nèi)存的設(shè)備中。

d.刷新機制

DRAM需要定期刷新,以防止數(shù)據(jù)丟失。

2、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)

a.工作原理

SRAM使用觸發(fā)器(通常是雙穩(wěn)態(tài)電路)存儲數(shù)據(jù),不需要刷新。

b.應(yīng)用

SRAM通常用于高速緩存(如CPU緩存)和某些嵌入式系統(tǒng)中,因為它的訪問速度比DRAM快。

c.成本

SRAM的成本比DRAM高,因為它的制造過程更復(fù)雜。

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3、同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM)

a.工作原理

SDRAM是一種改進的DRAM,它通過同步時鐘信號與系統(tǒng)總線同步,以提高數(shù)據(jù)傳輸速度。

b.應(yīng)用

SDRAM曾廣泛用于個人電腦和服務(wù)器,但隨著DDR RAM的出現(xiàn),SDRAM的使用逐漸減少。

4、雙倍數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機存取存儲器(DDR SDRAM)

a.工作原理

DDR SDRAM在每個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)雙倍的數(shù)據(jù)傳輸速率。

b.應(yīng)用

DDR SDRAM及其后續(xù)版本(如DDR2、DDR3、DDR4)是目前個人電腦和服務(wù)器中使用最廣泛的RAM類型。

5、圖形隨機存取存儲器VRAM)

a.工作原理

VRAM是一種特殊類型的DRAM,它具有雙端口訪問能力,允許同時進行數(shù)據(jù)讀取和寫入。

b.應(yīng)用

VRAM主要用于圖形處理,如圖形卡和視頻處理設(shè)備。

6、WRAM(Windows RAM)

a.工作原理

WRAM是一種特殊類型的RAM,它結(jié)合了DRAM和SRAM的特點,用于特定應(yīng)用,如便攜式設(shè)備的內(nèi)存。

b.應(yīng)用

WRAM因其低功耗和快速訪問速度,適用于需要長時間電池供電的設(shè)備。

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五、隨機存取存儲器(RAM)應(yīng)用知識分享

以下是本章節(jié)主要跟大家分享的關(guān)于隨機存取存儲器(RAM)應(yīng)用方面的內(nèi)容:

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六、主流存儲器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

半導(dǎo)體存儲器可以簡單分成易失性存儲器和非易失性存儲器,易失存儲器在過去的幾十年里沒有特別大的變化,依然是以靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)為主,非易失存儲器反而不斷有新的技術(shù)出來。除了主流的電荷捕獲(charge trap)存儲器外,還有鐵電存儲器(FRAM)、相變存儲器(PRAM)、磁存儲器(MRAM)和阻變存儲器(RRAM)

鐵電存儲器與DRAM類似,是基于電荷存儲機制,傳統(tǒng)的鐵電存儲器由于存在微縮化的問題,僅僅在0.13um節(jié)點以上,在RFID、汽車電子等小眾市場(niche market)上實現(xiàn)了產(chǎn)品化。

新型的非易失存儲器PRAM、MRAM和RRAM主要通過器件電阻的變化來存儲信息。

主流的存儲器最重要市場份額有兩大類DRAM和NAND閃存。圖1給出了其市場的分布,目前DRAM行業(yè)基本上被三星、海力士和美光三家壟斷,大概占了全球市場的95%,NAND市場的壟斷情況更為嚴重,三星、東芝/閃迪、美光、海力士幾乎壟斷了整個NAND市場,占了全球市場的99.2%。

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從技術(shù)的角度來看,DRAM發(fā)展過程中研究者也做了很多其他嘗試,例如嘗試capacitorlessDRAM,但遺憾的是都沒有成功,目前DRAM依然是一個選通晶體管加一個Capacitor的結(jié)構(gòu)。

在不斷微縮的過程中,選通晶體管可以像邏輯工藝一樣做,但Capacitor做起來非常難,所以DRAM現(xiàn)在到了1Xnm向1Ynm轉(zhuǎn)變的過程遇到了非常大的挑戰(zhàn)。目前,大容量、高帶寬、低功耗、低成本,是DRAM發(fā)展的一個趨勢,可以考慮從模塊封裝的角度做一些工作。國內(nèi)整體長期以來沒有在存儲器里做太多的投入,但也有個別企業(yè)通過裝機和試產(chǎn)階段,均在平穩(wěn)發(fā)展中。

所以,目前來說,NAND技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀主要有以下兩個方面:

1、2DNAND工藝已經(jīng)邁入1znm階段,三星14 nm、東芝12 nm、SK海力士13 nm、美光15nm已于2015年宣布量產(chǎn);

2、由于2D NAND縮放受限,自2014年開始,3D NAND技術(shù)進入市場,目前Samsung和WD/Sandisk均已量產(chǎn)64層/512Gb的3DNAND,計劃量產(chǎn)96層3D NAND。

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七、新型存儲器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1、磁存儲器(MRAM)

所有的新型存儲器都是從凝聚態(tài)物理基礎(chǔ)研究演變而來。MRAM(magnetic random accessmemory)最早是由巨磁阻效應(yīng)發(fā)展而來,磁科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)可以在很薄的一個磁性隧道結(jié)里展現(xiàn)出磁阻效應(yīng),并且在很小的磁場下會有一個巨大的電阻變化?;驹砣鐖D示:這是一個固定層,自旋方向是固定的,中間是遂穿層,如果自由層的自旋方向與固定層一致,整個隧道結(jié)磁阻就比較小,反之磁阻就大,外加電場撤掉后,狀態(tài)依然維持,所以可以用于非易失存儲。磁存儲器有其他存儲器無法抗衡的優(yōu)點,疲勞特性好、速度快,當(dāng)然也存在一些問題,例如傳統(tǒng)的MRAM需要一個特別大的磁場。由磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)向更高性能的電流驅(qū)動(STT-MRAM),臨界電流密度和功耗仍需進一步降低,電控磁化反轉(zhuǎn)是目前研究熱點。目前全球工業(yè)界給予MRAM很多關(guān)注,美國、歐洲、日本和韓國等政府及公司巨資投入開發(fā),并依靠工藝突破保持技術(shù)領(lǐng)先,包括IBM.Seagate、WD、Headway、TDK、 Toshiba.Samsung、Honeywell、Sony、Toshiba等公司。

2、相變存儲器:(PRAM)

相變存儲器(phase-change random accessmemo,PRAM),是一種新興的非易失性存儲器技術(shù)。相變存儲材料在加熱的情況下可以在晶態(tài)和非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)在高阻態(tài)和低阻態(tài)的可逆轉(zhuǎn)變工業(yè)界對該項技術(shù)也投入了很大的力量,但非常遺憾,在平面的獨立式存儲上沒有獲得成功。2015年Intel和美光推出的3D Xpoint技術(shù),為PRAM的量產(chǎn)帶來了新的生機,被譽為20年來存儲器領(lǐng)域革命性的新技術(shù),揭開了存儲器層次架構(gòu)演變的新篇章,對于計算機系統(tǒng)的重構(gòu)與優(yōu)化具有深遠的影響。與DRAM相比,3D X-point不需要刷新,另外DRAM的讀取過程是破壞性的,電荷會丟失,在讀操作后需要重新寫入數(shù)據(jù),但3D X-point不需要,雖然速度慢一些,但比NAND快很多,同時它的密度又比DRAM大,幾乎可以與NAND相抗衡:

遺憾的是,3D X-point采用是平面堆疊的方式,不像3D NAND的垂直堆疊架構(gòu),與之帶來的就是高成本,這也是3D X-point技術(shù)進一步發(fā)展的局限性。另外,相變材料基本的原理,就是要在熱的作用下發(fā)生晶態(tài)和非晶態(tài)的轉(zhuǎn)變,所以它對溫度非常敏感,在高溫環(huán)境中的可靠性問題是一個挑戰(zhàn)。

3、阻變式存儲器(RRAM)

有關(guān)阻變式存儲器(resistive random accessmemory,RRAM)的第一篇論文也很早,JAP上有一篇文章是關(guān)于所謂電阻效應(yīng)的工作,但并沒有引起多少關(guān)注,因為跟巨磁阻效應(yīng)相比,它的物理重要性并沒有那么大。但在2000年的時候,休斯公司把一個專利賣給了夏普公司,由此引發(fā)RRAM研究熱潮隨后學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都在這方面開展了廣泛的研究工作,RRAM技術(shù)得到了快速發(fā)展,

同時RRAM作為嵌入式存儲器已經(jīng)在一些領(lǐng)域得到應(yīng)用,特別是到22 nm節(jié)點以后,eFlash在嵌入式應(yīng)用面臨挑戰(zhàn),基于后段工藝集成的新型存儲器RRAM、MRAM將成為嵌入式存儲的主要技術(shù)方案。臺積電2017年就宣布,2019年開始在嵌入式應(yīng)用里,RRAM和MRAM都將試產(chǎn)。

目前來看,這兩個技術(shù)(MRAM、RRAM)在嵌入式應(yīng)用里的相對來說更有可能進入量產(chǎn)。新型存儲器現(xiàn)在可能還找不到能夠像當(dāng)年的3D NAND或NAND的應(yīng)用場景,但的確他們有各自的優(yōu)勢和勢找到自己的應(yīng)用。

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八、非易失(Non-Volatile)存儲器發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)的閃存技術(shù)獲得巨大成功,但隨著器件尺寸的不斷縮小,遂穿層厚度難以同步減小。如下圖所示,未來非易失存儲器有以下兩種不同的技術(shù)發(fā)展路線:

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1、將導(dǎo)電的多晶硅存儲層換成分布式的存儲介質(zhì),這樣可以降低對阻擋層厚度的要求,能夠把電子禁錮在存儲層里,這種技術(shù)叫電荷俘獲存儲。

2、拋棄原有結(jié)構(gòu),采用兩端器件作為基本存儲單元。

而在集成架構(gòu)方面,獨立式存儲如果無法實現(xiàn)三維集成,集成密度將無法提升。電荷俘獲存儲器是3D NAND的基礎(chǔ)器件,實現(xiàn)了三維集成。同樣的道理,新型存儲器如何無法實現(xiàn)三維集成將很難在獨立市場上得到應(yīng)用,三維集成是高密度存儲器發(fā)展的主要方向。

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九、磁阻隨機存取存儲器(MRAM)的介紹

其實在本章節(jié)講到“磁阻隨機存取存儲器(MRAM)”是屬于一個題外話,但因為上面講到非易失性(Non-Volatile)存儲,所以就不得不講到這個了。

因為伴隨著物聯(lián)網(wǎng)人工智能等應(yīng)用的興起,存儲器也面臨著革新。傳統(tǒng)的DRAM受限于EUV的發(fā)展,平面NAND也面臨著微縮的限制,而最終采取垂直方向上朝著3D方向發(fā)展。在傳統(tǒng)存儲技術(shù)接受挑戰(zhàn)的過程中,類似于MRAM等新型存儲技術(shù)也開始逐漸在市場上嶄露頭角。

據(jù)相關(guān)資料介紹,磁阻隨機存取存儲器MRAM(Magnetic Random Access Memory) 是一種非易失性(Non-Volatile)的磁性隨機存儲器。MRAM擁有靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)的高速讀取寫入能力,以及動態(tài)隨機存儲器(DRAM)的高集成度,而且基本上可以無限次地重復(fù)寫入。

與傳統(tǒng)的RAM技術(shù)不同,MRAM不以電荷或電流存儲數(shù)據(jù),而是由磁性隧道結(jié)MTJ (Magnetic tunnel junction)磁性存儲數(shù)據(jù)。MTJ 是MRAM的基本存儲單元,其核心部分是由兩個鐵磁金屬層(典型厚度為1~2.5nm)夾著一個隧穿勢壘層(絕緣材料,典型厚度為1~1.5nm)構(gòu)成類似于三明治結(jié)構(gòu)的納米多層膜。其中一個鐵磁層被稱為參考層或固定層,它的磁化沿易磁化軸方向固定不變。另一個鐵磁層被稱為自由層,它的磁化有兩個穩(wěn)定的取向,分別與參考層平行或反平行。

MRAM中記憶單元MTJ則是由多層的磁性、氧化物、金屬等薄膜所構(gòu)成。MTJ產(chǎn)生記憶單元所需磁矩的物理特性,則是由磁性薄膜與氧化層的界面效應(yīng)所決定,MTJ的元件表現(xiàn)深受薄膜質(zhì)量所影響。

對于MTJ薄膜的研究可追溯至1975年,當(dāng)年,法國學(xué)者Julliere在低溫下成功觀測到隧穿磁阻效應(yīng)(自由層的取向?qū)⑹勾潘淼澜Y(jié)處于低阻態(tài)或高阻態(tài),該現(xiàn)象被稱為隧穿磁阻效應(yīng)),但在當(dāng)時并未引起較多的關(guān)注,此后的研究進展也極其緩慢,原因是當(dāng)時的工藝水平難以制備出高質(zhì)量的納米薄膜。

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而今,伴隨著人工智能的應(yīng)用,使得存儲技術(shù)需要更進步一發(fā)展。在非易失性存儲器、邏輯電路和神經(jīng)形態(tài)計算等應(yīng)用驅(qū)動下,存儲器得到了廣泛的研究,MRAM也是未來存儲發(fā)展的方向之一。而在這個過程中,高質(zhì)量薄膜的制備又重新被人們所重視。

在這當(dāng)中,氧化物半導(dǎo)體薄膜充當(dāng)了重要角色。為什么要摻雜氧化物?氧化物半導(dǎo)體材料的平衡組成因氧的壓力改變而改變,氧原子濃度決定其導(dǎo)電的類型。由于金屬和氧之間的負電性差別較大,化學(xué)鍵離子性成分較強,破壞這樣一個離子鍵要比共價鍵容易,使它含有的點缺陷濃度較大,所以化學(xué)計量比偏離對材料的電學(xué)性質(zhì)影響也大。如化學(xué)計量比偏離缺氧時(或金屬過剩時),則此氧化物半導(dǎo)體材料即呈現(xiàn)n型,此時氧空位或間隙金屬離子形成施主能級而提供電子,屬于此類半導(dǎo)體材料的有ZnO、CdO、TiO2、Al2O3、SnO等。

正離子n-p對在氧化物中的磁化機理可解釋為,兩個磁性摻雜劑可以在氧空位周圍穩(wěn)定,并且被鐵磁耦合以形成局部磁極化子。 此外,電子摻雜起到雙重作用,即進一步增強局部極化子的鐵磁穩(wěn)定性,并介導(dǎo)兩個極化子之間的非局域磁耦合。

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以陽離子負離子n-p(V-N)共摻雜ZnO薄膜為例,V4 +和V5 +共存是n型摻雜劑以取代Zn2 +,N3-作為p型摻雜劑代替O2-。這是在氧化物中固定的非常有效的方法。

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十、總結(jié)一下

總之,隨機存取存儲器(RAM)是計算機系統(tǒng)中至關(guān)重要的組件之一。它具有快速、可靠和隨機訪問的特點,并且廣泛應(yīng)用于各種類型的計算機和設(shè)備中。

而存儲器應(yīng)用廣泛,市場非常龐大,又是國家戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。新的存儲技術(shù)層出不窮,在新型存儲器研究方面,國內(nèi)的基礎(chǔ)研究走在了前列,也希望基礎(chǔ)研究的優(yōu)勢能夠轉(zhuǎn)化成未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢,抓住存儲器技術(shù)發(fā)展多元化的新機遇及國家大力發(fā)展存儲器產(chǎn)業(yè)的契機,實現(xiàn)突破。兼顧自主創(chuàng)新和國際合作兩者要有一個共贏的模式;同時在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢下更要注重原始創(chuàng)新;鼓勵原始創(chuàng)新/技術(shù)突破,開展共性基礎(chǔ)研究為產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展奠定基礎(chǔ)。中國最大的優(yōu)勢就是市場需求,面向中國市場需求是創(chuàng)新跨越的新機遇,實現(xiàn)存儲器技術(shù)的跨越式發(fā)展。

--------------------------------The End--------------------------------

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審核編輯 黃宇

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