Los investigadores de A * STAR han desarrollado un diseño mejorado para una tecnología de memoria informática prometedora. Victor Zhuo y sus colegas desarrollaron una memoria resistiva de acceso aleatorio (RRAM) que, durante la fabricación, no requiere un proceso de formación de alto voltaje dañino.

"Demostramos una celda RRAM sin formación con bajos voltajes de operación, una gran ventana de resistencia y una excelente estabilidad térmica, "dice Zhuo.

RRAM es el sistema de memoria no volátil más prometedor, ya que muestra una funcionalidad similar a las actuales unidades de memoria de estado sólido. pero tiene una mayor densidad de almacenamiento y longevidad. Los dispositivos RRAM se pueden reducir a menos de 14 nanómetros. También ofrecen un mecanismo de funcionamiento sencillo en el que el estado de la memoria del material que corresponde a los bits utilizados por las computadoras está determinado simplemente por la resistencia eléctrica del dispositivo. Esta resistencia se puede 'cambiar' por órdenes de magnitud, simplemente usando pulsos de voltaje eléctrico aplicados al dispositivo RRAM.

El mecanismo de operación rudimentario de RRAM significa que los chips tienen un método de fabricación simple. Sin embargo, un inconveniente de la fabricación de RRAM es que el dispositivo de memoria no se encuentra en uno de los dos estados de resistencia eléctrica necesarios para el funcionamiento. Se requiere una alta corriente de formación para poner la memoria en el estado correcto:esto complica la fabricación y requiere un mayor control de los daños.

Investigadores del A * STAR Data Storage Institute y del A * STAR Institute of Microelectronics han desarrollado un diseño para el dispositivo que entrega memoria en el estado deseado y evita el uso de corrientes de formación.

A nivel microscópico, el cambio de resistencia de RRAM ocurre a través de la migración de átomos de oxígeno. Como los materiales RRAM están hechos de una combinación de átomos de metal y oxígeno; la eliminación de oxígeno provoca una escasez de oxígeno en el material. Esto reduce la resistencia eléctrica del material, permitiendo que fluya la corriente eléctrica. La introducción de oxígeno en el material aumenta su resistencia eléctrica y lo convierte en un aislante.

Los dispositivos RRAM estudiados por el equipo de Zhuo utilizan óxido de tantalio con contactos eléctricos hechos de nitruro de titanio o tantalio. Cuando se usa nitruro de titanio, que es químicamente poco reactivo, se requiere un voltaje de formación durante la producción. Sin embargo, cuando se usa el tantalio más reactivo químicamente, el dispositivo está listo para usar de inmediato. El tantalio tiene una afinidad natural para reaccionar con el oxígeno que ayuda a preparar el material en el estado correcto.

El objetivo es demostrar este concepto en dispositivos avanzados, agrega Zhuo. "Nuestro siguiente paso es integrar los dispositivos de memoria RRAM con un selector para aplicaciones de memoria no volátil de densidad ultra alta".