硅基非易失性存储器技术的发展与应用

RRAM器件的阻变机制理想的非挥发性数据存储器（NVM）应该呈现的特性，如高密度和成本低、速度快的写入和读出访问、低能量的操作，并且相对于高性能续航能力（写循环使用性能）和良好的保留特性。

今天，硅基闪存存储设备是最突出的NVM，因为它们的高密度和低制造成本。

但是，Flash遭受低续航能力、低写入速度、较高的写操作电压。

此外，在不久的将来，进一步缩放，即，继续在增加的Flash密度会碰到物理上的限制。

铁电随机存取存储器（FeRAM）和磁阻随机存取存储器（MRAM）覆盖了缝隙市场的特殊专用应用。

但是，达到和如今Flash相同密度时，铁电磁体随机存取存储器（FeRAM）和磁阻随机存取存储器（MRAM）在扩展性能上存在技术和固有缺陷等问题。

为了克服当前的NVM技术上的问题，对各种替代存储器技术进行了探讨。

最值得一提的是，基于电可切换电阻的NVM已经吸引了相当大的注意。

文章将覆盖特别有趣的阻变随机存取存储器（RRAM）课程，氧化还原反应和纳米离子迁移过程发挥了关键作用。

应该指出的是，尽管文章中叙述了很多细节问题，很多变种仍然完全未知的，我们目前所掌握的更多的是工作假设，而不是资金充足的物理模型的特点。

第一章绪论存储器应用于各种各样的电子设备产品中，在计算机系统中主要用来存储程序和数据。

计算机所需要的全部信息，包括输入的最原始数据、需要输出的数据、计算机程序、中间运行出来的结果和最终运行出来的结果都会保存在数据存储器中。

存储器采用了两种稳定状态来分别表示“0”和“1”。

目前，存储器所采用的材质主要是半导体器件和磁性材料。

存储器器件可以分为两类：挥发性存储器和非挥发性存储器。

挥发性存储器的特点是断电后所存储的信息全部丢失；相反，非挥发性存储器在断电的情况下，仍能保持所存储的数据信息。

选择挥发性存储器的一个重要原因是读取访问速度快。

尽管非挥发性存储器可以在断电时保存数据信息，但是写入数据(一个字节、页或扇区)的时间长。

BCD集成电路技术的研究与进展摘要：随着市场对低功耗、高效率节能功率电子产品需求的不断扩展，单芯片智能功率集成电路（SPIC）得到了迅猛发展。

目前，SPIC的制造主要采用一种称为BCD（Bipolar CMOS DMOS）的集成工艺技术，本文根据实际工艺的电压标准着重阐述了高压BCD、大功率BCD以及高密度BCD工艺的各自特点及发展标准，阐述了BCD工艺整体的发展趋势。

关键词：BCD；集成电路技术；进展1国外知名厂商及工艺一些著名国际半导体公司在功率集成技术领域处于领先地位，如仪器（TI）、仙童半导体（Fairchild）、Power Integration(PI)、国际整流器公司（IR）、飞思卡尔（Freescale）、意法半导体（ST）、Philips、三菱等。

国内拥有BCD工艺线的厂商比较有限，主要有台积电（TSMR）、中芯国际、华虹NEC、宏力半导体、新进半导体、华润上华等。

ST公司是欧洲功率半导体的最大厂商，其首创的BCD工艺在1980年代中期引入时，马上就成为几乎所有智能功率应用的首选。

最新的BCD工艺是基于VLSI CMOS平台的0.18μm BCD8和0.13μm BCD工艺。

NXP公司（原飞利浦半导体公司）在BCD工艺方面也做了大量的研究，特别是SOI BCD方面，NXP公司已经推出了一系列基于自己开发的SOIBCD工艺平台的功率集成芯片产品，在低噪声，高可靠性，高频率要求的应用领域占据了很大的市场份额。

中芯国际推出的BCD工艺平台主要集中于低压围，已经实现量产的有0.35μm 20V和0.18μm 20V外延和非外延工艺平台，更高电压（60V-80V）的工艺平台正在开发中。

根据市场的变化之需，在非外延工艺的基础上，华虹NEC推出了0.35um BCD工艺，也就是PMU350工艺。

PMU350是以Deep Nwell来取缔之前的外延层，对整个工艺流程进行简化，提高了该工艺在行业中的竞争力。

目录引言 (1)1 RRAM技术回顾 (1)2 RRAM工作机制及原理探究 (4)2.1 RRAM基本结构 (4)2.2 RRAM器件参数 (6)2.3 RRAM的阻变行为分类 (7)2.4 阻变机制分类 (9)2.4.1电化学金属化记忆效应 (11)2.4.2价态变化记忆效应 (15)2.4.3热化学记忆效应 (19)2.4.4静电/电子记忆效应 (23)2.4.5相变存储记忆效应 (24)2.4.6磁阻记忆效应 (26)2.4.7铁电隧穿效应 (28)2.5 RRAM与忆阻器 (30)3 RRAM研究现状与前景展望 (33)参考文献 (36)阻变随机存储器（RRAM）引言：阻变随机存储器（RRAM）是一种基于阻值变化来记录存储数据信息的非易失性存储器（NVM）器件。

近年来，NVM器件由于其高密度、高速度和低功耗的特点，在存储器的发展当中占据着越来越重要的地位。

硅基flash存储器作为传统的NVM器件，已被广泛投入到可移动存储器的应用当中。

但是，工作寿命、读写速度的不足，写操作中的高电压及尺寸无法继续缩小等瓶颈已经从多方面限制了flash存储器的进一步发展。

作为替代，多种新兴器件作为下一代NVM器件得到了业界广泛的关注[1、2]，这其中包括铁电随机存储器（FeRAM）[3]、磁性随机存储器（MRAM）[4]、相变随机存储器（PRAM）[5]等。

然而，FeRAM及MRAM 在尺寸进一步缩小方面都存在着困难。

在这样的情况下，RRAM器件因其具有相当可观的微缩化前景，在近些年已引起了广泛的研发热潮。

本文将着眼于RRAM 的发展历史、工作原理、研究现状及应用前景入手，对RRAM进行广泛而概括性地介绍。

1 RRAM技术回顾虽然RRAM于近几年成为存储器技术研究的热点，但事实上对阻变现象的研究工作在很久之前便已开展起来。

1962年，T. W. Hickmott通过研究Al/SiO/Au、Al/Al2O3/Au、Ta/Ta2O5/Au、Zr/ZrO2/Au以及Ti/TiO2/Au等结构的电流电压特性曲线，首次展示了这种基于金属-介质层-金属(MIM)三明治结构在偏压变化时发生的阻变现象[6]。

晶圆基底芯片逻辑存储1.引言1.1 概述概述晶圆基底芯片、逻辑芯片和存储芯片是现代电子产品中不可或缺的核心组件。

它们作为集成电路的重要组成部分，承载着不同的功能和任务。

晶圆基底芯片是一种用于制造集成电路的基础材料。

它通常采用硅晶圆作为基板，通过一系列的工艺步骤，在其表面上制造各种不同的电子元件。

晶圆基底芯片在整个电子行业中具有举足轻重的地位，因为几乎所有的电子产品都离不开它们。

逻辑芯片是一种能够通过逻辑操作进行数据处理和计算的集成电路。

它由大量的逻辑门电路组成，通过连接和控制这些逻辑门，实现对数据的存储、处理和传输。

逻辑芯片的功能多样，可以用于实现不同的电子设备，如计算机、手机、智能家居等。

存储芯片是一种用于数据存储和读取的集成电路。

它可以记录和保存各种类型的数据，如文档、照片、视频等。

存储芯片的技术不断进步，从最早的EPROM、FLASH，到如今的SSD、SD卡等，存储容量和读写速度大大提高，满足了人们对数据存储的日益增长的需求。

本文将从定义、特点、应用领域、功能和发展趋势等多个方面，详细介绍晶圆基底芯片、逻辑芯片和存储芯片的相关知识。

通过对这些核心组件的了解，读者将更好地理解和认识现代电子产品的内部工作原理，以及背后的科技发展趋势。

1.2文章结构文章结构：本文共分为引言、正文和结论三个部分。

具体结构如下：1. 引言部分（Introduction）1.1 概述（Overview）在本部分中，将介绍晶圆基底芯片、逻辑芯片和存储芯片的概念，并简要说明它们在现代科技领域的重要性。

1.2 文章结构（Article Structure）本文将按照以下结构展开讨论晶圆基底芯片、逻辑芯片和存储芯片的相关内容。

1.3 目的（Purpose）在本部分中，将明确本文的目的和意义，以及阐述对晶圆基底芯片、逻辑芯片和存储芯片发展的展望。

2. 正文部分（Main Body）2.1 晶圆基底芯片（Wafer Substrate Chips）2.1.1 定义和特点（Definition and Characteristics）在本部分中，将详细解释晶圆基底芯片的定义和特点，包括其在集成电路制造中的作用和重要性。