Группе учёных из Ярославского филиала Физико-технологического института РАН удалось заметно продвинуться в деле создания нового поколения компьютерной памяти на основе наноструктур. Разработка не застряла на уровне абстрактной идеи, а уже воплощена в сотнях экспериментальных образцов, которые проходят различные испытания. Как сообщают исследователи, матрица памяти изготавливается полностью с использованием стандартных методов кремниевой технологии, что упрощает её промышленное производство и позволяет относительно легко обеспечить совмещение новой матрицы со схемами электронного обрамления на одном чипе. По мнению разработчиков, энергонезависимую электрически перепрограммируемую память на самоформирующихся проводящих наноструктурах можно рассматривать как принципиально новое направление развития кремниевой технологии.
Устройство нанопамяти: на рисунке приведено изображение поверхности чипа с готовой матрицей памяти размерностью 3х3 ячейки, полученное с помощью растрового электронного микроскопа. Горизонтальные полосы представляют собой верхние металлические электроды из сплава вольфрам-титан толщиной около 0,15 микрометра. Под ними располагается трехслойная подложка из легированного кремния, обеспечивающая электрическую развязку ячеек друг от друга. Главными рабочими элементами ячеек памяти служат открытые торцы изолирующей пленки из двуокиси кремния, расположенные под краями прямоугольных отверстий в металлическом электроде (темные прямоугольники на рисунке).
Важнейшей технологической операцией при изготовлении подобных матриц памяти является электроформовка — процесс самоформирования изолирующего слоя между металлическим электродом и подложкой из двуокиси кремния. Этот процесс инициируется при пропускании тока: электронный удар приводит к разрыву связей кремния с кислородом, после чего кислород удаляется через открытую поверхность, при этом поверхность диэлектрика обогащается атомами кремния, которые в данном случае и играют роль частиц проводящей фазы.
Как работает нанопамять? Когда ячейка находится в низкопроводящем состоянии, ширина изолирующего слоя максимальная — примерно 4 нанометра. При пропускании тока ширина изолирующего слоя начинает уменьшаться. Когда напряжение на ячейке достигает некоторого порогового значения, ширина изолирующего слоя достигает примерно 1 нанометра, ячейка переключается в высокопроводящее состояние. Если напряжение продолжает расти, проводящая среда начинает выгорать, а ширина изолирующего зазора вновь увеличиваться — происходит перепрограммирование.
На деле все процессы происходят очень быстро: достаточно десятков наносекунд для переключения ячеек памяти из высокопроводящего состояния в низкопроводящее, обратное переключение происходит в течение от 1 до 500 микросекунд.
При этом, поскольку информация кодируется не зарядовым состоянием, как в традиционной полупроводниковой памяти, а размерами проводящей наноструктуры, такая память отличается высокой стабильностью. Разработчики отмечают высокую стабильность обоих состояний ячейки памяти, включая термическую и радиационную, что подтверждается и прямыми экспериментами.
Исследователи говорят также о потенциально высокой плотности записи информации. Хотя при изготовлении экспериментальных образцов не ставилась задача получить максимальную плотность, очевидно, что на практике она может быть ограничена только двумя параметрами — технологическими возможностями литографии и относительно высокими напряжениями управляющих импульсов.
Источник: "ИнформНаука" со ссылкой на В.М. Мордвинцев, С.Е Кудрявцев, В.Л. Левин, Высокостабильная энергонезависимая электрически перепрограммируемая память на самоформирующихся проводящих наноструктурах. Российские нанотехнологии, Т. 4, № 1-2, 2009 Источник: www.inauka.ru.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
