文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
阻变存储器电气特性与外围接口电路研究
姓名:刘刚
申请学位级别:硕士
专业:电子科学与技术
指导教师:方粮
2010-11
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
摘要
集成电路由于性能的不断提高和应用范围的不断扩大,在国家信息产业中的
核心地位越来越得到凸显。在过去的几十年里,以互补金属氧化物半导体(CMOS)
技术为基础,存储器在结构、性能和存储密度方面取得了突飞猛进的发展。随着
半导体工艺的不断发展,在其特征尺寸进入深亚微米之后面临着越来越严峻的挑
战。与此同时纳米科技,特别是纳米电子学的发展,给集成电路的发展带来了新
的机遇。纳米交叉结构阻变存储器作为一种具有巨大发展希望的新型存储器,受
到了广泛的研究。
本文工作集中在纳米交叉结构阻变存储器的电学特性与外围接口电路方面的
研究。在实验室制备具有阻变双稳态特性的存储单元的基础上,结合国内外在阻
变存储器方面的相关研究成果,本文提出了一种新的纳米交叉结构阻变存储单元
行为级建模方式,并针对实验室制备的两种不同材质的阻变存储单元,建立了相
应的模型,通过仿真分析,该建模方式具有良好的精确度和灵活性。
本文另一部分工作集中在阻变存储单元阵列的读出方式的研究。由于纳米交
叉阵列本身的结构特点,导致潜通路干扰电流随着阻变存储器容量的增大而变得
愈加明显,使得数据误读率随之增加。针对此问题,本文设计了一种新的读出放
大电路,在对阻变存储单元进行读操作的同时,有效减小了干扰电流的影响,降
低了数据误读率,并通过理论推导和电路仿真,证明了此方法的可行性。
在对阻变存储单元电学特性和读出方式进行研究的基础上,本文进一步研究
和设计了阻变存储器的译码电路、写操作电路和参考电压产生电路。而后讨论了
纳米导线和微米导线的物理衔接方式,最后总结分析了纳米交叉结构阻变存储器
的整体实现架构。

主题词:纳米电子学,纳米交叉结构,阻变器件,行为级建模方式,外围接
口电路,阻变存储器架构
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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
Integrated Circuit, which with the enhancement of capability and enlargement of
application, es more and more important in national IT industry. During the past
several decades, memory technique that based on CMOS has made great progress in
breaking the feature scale of integrated circuit. The challenge of physical and capability
barriers of present semiconductor technology calls for novel nanoelectronic solutions.
RRAM (Resistive Random Access Memory) which based on nano-crossbar has been
widely researched as a hopeful essor for future memory.
Our research mainly focuses on the electronic character of RRAM unit. Firstly we
fabricated RRAM unit which has distinct bistable resistive effect, then we test its
electronic character. For system-level design, I developed a new behavioral modeling
method for speeding-up applications development. Via simulation experiments, this
modeling method can build behavioral model more precisely and flexible.
In addition, this paper pays attention to the research of effective reading circuit
design of