Anche le memorie ReRAM si avvicinano alle strutture tridimensionali

Le memorie ReRAM - Resistive Random Access Memory - sono memorie di tipo universale che possono essere in grado di sostituire gli altri tipi di memorie offrendo sia la velocità delle memorie RAM, sia la densità e la non-volatilità delle memorie flash. Ciò è possibile grazie alle particolarità di quel che rappresenta le fondamenta di queste memorie, ovvero il memristore.

Fino ad ora comunque le memorie flash sono riuscite a mantenere un vantaggio sulle ReRAM grazie alle architetture tridimensionali, che tuttavia per ora sono ferme a strutture a 64 strati. La terza dimensione è difficile da raggiungere per le memorie ReRAM in quanto le tecniche di produzione usate fino ad oggi non sono compatibili con la realizzazione di strutture tridimensionali funzionali. L'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca sta però sperimentando un nuovo modo di impostare il processo di produzione delle ReRAM in maniera tale da poter ottenere una tecnica thin-film che possa essere adatta allo stacking tridimensionale.

I ricercatori, in particolare, stanno studiando un modo di utilizzare sottili pellicole di ossido di tantalio da utilizzare come base per la creazione di nuove memorie ReRAM tridimensionali. L'aspetto chiave, tuttavia, risiede nella capacità di controllare la concentrazione di ossigeno in queste pellicole che verrebbero utilizzate come elemento dielettrico in una cella di memoria strutturata a sandwich di tipo metallo-dielettrico-metallo. La quantità di ossigeno è fondamentale poiché è proprio la sua migrazione, quando viene applicata una tensione ad una cella di memoria, a variare la resistenza del dielettrico: gli stati ad alta e bassa resistenza possono essere usati come base di un sistema binario, e pertanto rappresentare un modo per stoccare informazione.

Attualmente gli ostacoli su questa strada sono due: l'impiego dell'esatto metodo di produzione - che i ricercatori hanno individuato nella tecnica di Atomic Layer Deposition - e le modalità di analisi dei campioni ottenuti che, una volta rimossi dall'ambiente di produzione dove sono mantenuti sotto vuoto, reagiscono con l'atmosfera e modificano la struttura dello strato superiore del dielettrico rendendo impossibile l'analisi con tecniche tradizionali.

"Per poter studiare la concentrazione di ossigeno a seguito del processo di crescita della pellicola di ossido di tantalio abbiamo utilizzato un particolare cluster sperimentale che ci ha permesso di far crescere e studiare gli strati depositati senza violare il vuoto. Si tratta di un passaggio cruciale perché non appena il campione viene portato a contatto con l'atmosfera, il nanostrato di dielettrico si ossida sulla superficie, annichilendo le vacanze di ossigeno" ha spiegato Konstatin Egorov, ricercatore del MIPT che sta lavorando al progetto.

Attualmente la deposizione ALD avviene piuttosto lentamente e i ricercatori stanno concentrandosi proprio su questo aspetto per ottimizzare il processo e renderlo adatto alla produzione di ReRAM 3D in volumi commerciali.