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Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER

Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER

2 DIE ENTWICKLUNG DER

2 DIE ENTWICKLUNG DER SPEICHERTECHNOLOGIE erzeugt (RESET 1 → 0). Die kristalline Phase entsteht, wenn Chalkogenide auf eine Temperatur zwischen Glasübergangs- und Schmelztemperatur aufgeheizt werden (SET 0 → 1). Die Schreibzeiten der unterschiedlichen Phasen befinden sich zwischen 100 ns und 300 ns. Ein Schreibschema ist in Abbildung 2.5 dargestellt. Die Ströme, die zum Schreiben der Zustände benötigt werden, liegen im Milliampere-Bereich, was sich für die Leistungsaufnahme der Bauelemente nachteilig auswirkt. Positiv ist hingegen die Eigenschaft der Skalierbarkeit von PCRAM, welche die Herstellung von Speicherbauteilen der zukünftigen Technologieknoten (< 32 nm) zulässt [42]. T Schmelz Temperatur RESET T Glas SET amorph kristallin Zeit Abbildung 2.5: Schreibschema eines PCRAM. RRAM können durch die Verwendung einer Vielzahl an Materialien realisiert werden. Sowohl chalkogenide Gläser als auch binäre und ternäre Oxide werden in Kondensator- Strukturen integriert, um resistiv schaltende Elemente herzustellen [45 - 47]. Der Kondensator wird durch anlegen adäquater Spannungen zwischen zwei Widerstandszuständen geschaltet. Die Speicherzustände sind nicht-flüchtig und können (bei einigen Materialien) innerhalb weniger Nanosekunden geschrieben werden. Außerdem zeigen einige der resisitiven Materialien Multi-Bit-Eigenschaften, welches sich vorteilhaft auf die Integrationsdichte auswirkt. RRAM ist skalierbar und dementsprechend zu den anderen Konzepten nächster Technologieknoten konkurrenzfähig. Die Grundlagen des resistiven Schaltens werden im folgenden Kapitel 21

2 DIE ENTWICKLUNG DER SPEICHERTECHNOLOGIE ausführlich diskutiert. Neben den Speicherentwürfen, welche bereits innerhalb der nächsten Jahre in Anwendungen zu finden sein könnten, existieren die Konzepte der „übernächsten“ Speichergeneration. Deren Basis stellen Forschungsfelder dar wie das der Spintronics, bei denen der Spin einzelner Elektronen als Informationsspeicher dient, der Molekular- Elektronik, bei der funktionale Moleküle elektronische Bauteile ersetzen, oder der Carbon-Nanotubes sowie der Graphen-Feldeefekt-Transistoren, bei denen die besonderen elektronischen Leitungseigenschaften von Kohlenstoff ausgenutzt werden [48 – 51]. 22