去日本考察電子行業(yè)的話(huà)，日本大型的半導體制造商公司東芝是不能錯過(guò)的公司，作為早起進(jìn)入中國的日本企業(yè)之一的東芝經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域包括了數碼產(chǎn)品，電子元器件，社會(huì )基礎設備，家電等等。但是其核心競爭力，一直都是其半導體設備，
近日，這家140年歷史公司于2019年6月9日至14日在日本京都舉行的超大規模集成電路技術(shù)(VLSI)研討會(huì )上宣布了一項新的存儲技術(shù)，該技術(shù)能夠實(shí)現terabit級的容量，取代3D NAND閃存。
它是一種電阻變化的非揮發(fā)性存儲器，利用銀的氧化還原反應(Ag)，東芝存儲器稱(chēng)之為“銀離子存儲器”。目前它還處于研究階段，該公司還沒(méi)有決定何時(shí)將該技術(shù)商業(yè)化。
terabit-class存儲器正在世界范圍內得到積極的研究和發(fā)展。迄今為止，諸如oxidetype ReRAM和phase-change等新存儲器的寫(xiě)入電流超過(guò)幾十微安，芯片級功耗增加太多，電壓很難控制。因此,很難實(shí)現terabit-class記憶。
另一方面,（Ag)離子內存可以減少存儲單元的寫(xiě)作電流小于1μa,使其更容易實(shí)現terabit-class記憶。據東芝存儲公司(Toshiba Memory)說(shuō)，在室溫下，它的數據保存時(shí)間可以達到10年。
為了實(shí)現這些特性，東芝存儲器采用AgW合金作為存儲單元的上電極，采用低密度SiO2作為上下電極之間的材料。
銀離子存儲器的開(kāi)關(guān)工作如下。當一定的電壓作用于高電阻狀態(tài)下的存儲單元時(shí)，Ag從上電極熔化為Ag離子。銀離子在低密度二氧化硅中形成高密度、大尺寸的團簇狀銀，并具有較低的電阻。
當向存儲器單元施加反向電壓時(shí)，銀離子以銀的形式沉淀在上層電極上，使存儲器單元具有較高的電阻。東芝內存公司(Toshiba Memory)的數據顯示，高阻和低阻狀態(tài)之間的開(kāi)關(guān)比目前約為100。
一般來(lái)說(shuō),當寫(xiě)當前的內存電流小于1μa時(shí),其數據保留性能降低。通過(guò)結合AgW和低密度SiO2，可以提高低阻狀態(tài)下銀團簇的尺寸。因此，東芝內存公司(Toshiba Memory)表示，有可能將數據保留時(shí)間延長(cháng)至10年。
這一次，東芝存儲器使用了一個(gè)300mm的晶圓，并原型化了一個(gè)具有交叉點(diǎn)結構的存儲單元陣列，該陣列適合于增加密度。該原型存儲單元陣列的存儲單元寬度可窄至40nm。
當該公司使用160nm、80nm和40nm的存儲單元寬度檢測I-V(電流-電壓)曲線(xiàn)時(shí)，發(fā)現性能沒(méi)有太大差異。因此，該公司得出結論，新技術(shù)可以支持先進(jìn)的工藝技術(shù)。
此外，銀離子存儲器可以實(shí)現所謂的“1R-structure”交叉點(diǎn)式存儲器，它不使用記憶單元的選擇器。東芝記憶體公司表示，當使用在300mm晶圓上形成的交叉點(diǎn)結構存儲單元陣列對銀離子存儲器進(jìn)行開(kāi)/短測試時(shí)，整個(gè)晶圓上沒(méi)有發(fā)現任何故障。
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