在本周的超大规模集成电路技术研讨会(檀香山，夏威夷，美国)上，imec通过过程改进和巧妙的堆栈工程，展示了RRAM单元在性能和可靠性方面的显著改进，imec引入了一种新的建模方法，增加了对RRAM过程技术的基本理解。
这些成果为RRAM技术的可扩展性和可制造性铺平了道路。
RRAM是未来非易失性存储器的一个很有前景的概念，因为它具有高速、低能耗、优越的可扩展性和与CMOS技术的兼容性。它的工作依赖于金属/绝缘体/金属(MIM)堆栈介质中导电丝的电压控制电阻变化。基于HfO2的电阻RAM (RRAM)系统已经被证明具有出色的缩放能力(面积<10x10nm)和强大的可靠性，这是由于在开关过程中对堆栈中的氧运动进行高效的电压控制管理。
在超大规模集成电路(VLSI)上，imec展示了非对称双极RRAM单元，具有高性能和超低运行电流(<500nA)。这是通过巧妙的堆栈工程实现的，导致了对细胞转换现象学的新颖见解。结果表明，在缺陷分布的堆积不对称和成形过程中，清除Hf层是关键。通过引入Al2O3作为插入层来控制状态电阻，HfO2作为缓冲材料来进一步改善灯丝电阻控制，堆栈变薄可以降低形成电流。
此外，imec通过工艺优化在RRAM单元的性能和可靠性方面取得了重大进展，这为RRAM缩小到个位数纳米尺度铺平了道路。新开发的电阻元件(RE)图案，使用了优化的蚀刻化学结构，显著降低了RE侧壁的氧化，提高了电池的性能。si -last RE封装提高了电池的可靠性(即使在250°烘烤60小时后，电池的耐久周期仍为107个)。
imec引入了Hf2O缓冲存储器的解析动态沙漏模型。该模型将集合描述为受离子迁移率和电流顺应性限制的收缩生长过程，并将重置过程描述为动态平衡过程。该模型在分析上仍然是完全易于处理的，因此可以在电路模拟器中实现。新模型捕捉了RRAM设备运行和可靠性的所有主要特征，与以前的模型不同，以前的模型用简单的电介质行为描述电压曲线，而后者不足以描述灯丝的低电流范围行为。Imec的模型增加了对灯丝特性的基本理解，这是填补RRAM作为一种可行的下一代存储技术的发展差距的关键。
imec新兴存储设备项目主任Gosia Jurczak说:“我们很高兴能展示这些出色的结果。这意味着未来RRAM电池可制造工艺的发展取得了重大进展。这就是为什么全球所有重要的存储器公司都加入了我们的RRAM研究项目，因为我们提供的研究证明了工业的价值。”
这些结果是与imec核心CMOS程序的主要合作伙伴Globalfoundries、英特尔、美光、松下、三星、台积电、尔必达、SK hynix、富士通、东芝/Sandisk和索尼合作获得的。