有源阵列结构

  对单管RRAM存储器件，RRAM阻变存储器从高阻态向低阻态转换时，通常要在器件两端施加限制电流。主要是因为在RRAM存储器件从高阻态转变到低阻态后，流经器件的电流会突然增大，如果不在器件两端设置一定的限制电流，会造成器件的永久击穿。为了实现RRAM存储器件在从高阻态向低阻态转变过程中的限流，可以通过外接晶体管或外接电阻等方式来对限制电流的大小进行控制。采用外接电阻时，由于不能对外接电阻大小进行变化。不利于调节限流值的大小；而采用外接晶体管的方式，通常会引入电流过冲现象，即所谓的限流实效问题。在我们常用的半导体测试仪器吉时利4200(Keithley 4200－SCS)中就内置了晶体管用于限流，但通过这种方式进行限流，同样存在限流失效的现象，即在限流较小时(<1mA)，器件由低阻态向高阻态转变所需要的复位电流(RESET电流)一般维持在1mA左右，而不会随着限制电流的减小而减小。这种限流失效对于阻变存储器低功耗的需求是极为不利的，而且复位电流过大会降低器件反复擦写的能力，影响器件寿命。通常情况下，复位电流的大小由低阻态电阻值的大小决定，低阻态的电阻值越大，将其转变回高阻态所需的复位电流就越小。根据欧姆定律，限制电流越小．低阻态的电阻值就应该越大。限流失效的本质就是在所施加的限制电流减小时，低阻态的电阻值并未随着限制电流的减小而增大。因此，无论是采用测试仪器内置的晶体管还是外接晶体管都无法避免寄生电容对电流的影响，在小限流情况下，寄生电容对电流的影响更大，导致了限流实效。为了避免限流实效，将一个场效应晶体管和阻变存储器串联集成形成1T1R结构，即所谓的有源结构，如图所示。采用1T1R有源集成结构，可以有效减小寄生电容，进而能够避免由于寄生电容导致的电流过冲现象。

有源阵列结构