目錄
CONTENTS
第1部分 基礎(chǔ)篇
第1章 緒論 3
1.1 存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展史 4
1.1.1 第一階段：人類早期信息存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展階段 4
1.1.2 第二階段：近代信息存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展階段 6
1.1.3 第三階段：現(xiàn)代信息存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展階段 8
1.2 存儲(chǔ)器的基本特征 9
1.2.1 相關(guān)概念 10
1.2.2 主要性能指標(biāo) 10
1.2.3 多級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng) 12
1.3 現(xiàn)代存儲(chǔ)器的分類 14
1.3.1 按存儲(chǔ)介質(zhì)分類 14
1.3.2 按存取方式分類 16
1.3.3 按在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用分類 17
1.3.4 按信息的可保存性分類 17
1.4 存儲(chǔ)器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 18
參考文獻(xiàn) 20
第2章 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 21
2.1 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元電路 22
2.1.1 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元電路結(jié)構(gòu) 22
2.1.2 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元電路讀約束 25
2.1.3 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元電路寫(xiě)約束 27
2.1.4 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元電路版圖布局 28
2.2 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器器件結(jié)構(gòu) 29
2.2.1 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器器件基本構(gòu)成介紹 29
2.2.2 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器器件結(jié)構(gòu)類型示例 34
2.3 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器性能參數(shù) 37
2.3.1 靜態(tài)噪聲容限 37
2.3.2 功耗 41
2.3.3 半選擇破壞 42
2.3.4 技術(shù)指標(biāo) 42
2.4 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的發(fā)展趨勢(shì) 43
2.4.1 新型存儲(chǔ)單元 43
2.4.2 新型靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器技術(shù) 46
參考文獻(xiàn) 47
第3章 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 49
3.1 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元 50
3.1.1 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元類型示例 50
3.1.2 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的刷新 53
3.1.3 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)優(yōu)化 55
3.2 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器器件結(jié)構(gòu) 58
3.2.1 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器器件基本構(gòu)成介紹 58
3.2.2 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器器件結(jié)構(gòu)類型示例 66
3.3 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的發(fā)展趨勢(shì) 71
3.3.1 新型存儲(chǔ)單元 71
3.3.2 新型動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器技術(shù) 73
參考文獻(xiàn) 76
第4章 只讀存儲(chǔ)器 77
4.1 掩模型只讀存儲(chǔ)器 79
4.1.1 掩模型只讀存儲(chǔ)器介紹 79
4.1.2 掩模型只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu) 80
4.1.3 掩模型只讀存儲(chǔ)器特點(diǎn) 80
4.1.4 掩模型只讀存儲(chǔ)器優(yōu)缺點(diǎn) 81
4.2 可編程只讀存儲(chǔ)器 82
4.2.1 可編程只讀存儲(chǔ)器介紹 82
4.2.2 可編程只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu) 83
4.3 可擦可編程只讀存儲(chǔ)器 85
4.3.1 可擦可編程只讀存儲(chǔ)器介紹 85
4.3.2 可擦可編程只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu) 86
4.3.3 可擦可編程只讀存儲(chǔ)器優(yōu)缺點(diǎn) 87
4.4 電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器 87
4.4.1 電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器介紹 87
4.4.2 電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu) 88
4.4.3 電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器優(yōu)缺點(diǎn) 89
參考文獻(xiàn) 89
第5章 閃存 91
5.1 閃存存儲(chǔ)單元類型 93
5.1.1 浮柵型閃存 93
5.1.2 電荷俘獲型閃存 94
5.2 閃存存儲(chǔ)物理機(jī)制 95
5.2.1 溝道熱電子注入 96
5.2.2 F-N隧穿效應(yīng) 97
5.3 閃存存儲(chǔ)單元讀/寫(xiě)機(jī)制 98
5.3.1 NOR型閃存存儲(chǔ)單元讀/寫(xiě)/擦除 99
5.3.2 NAND型閃存存儲(chǔ)單元讀/寫(xiě)/擦除 102
5.3.3 SLC、MLC、TLC和QLC存儲(chǔ)單元 104
5.4 NOR型閃存器件 106
5.4.1 NOR型閃存芯片的基本構(gòu)架 106
5.4.2 NOR型閃存芯片的寫(xiě)入和擦除 107
5.5 2D NAND型閃存器件 107
5.5.1 NAND型閃存芯片的基本構(gòu)架 107
5.5.2 NAND型閃存芯片的讀寫(xiě)和擦除 109
5.6 3D NAND型閃存器件 111
5.6.1 BiCS結(jié)構(gòu) 113
5.6.2 P-BiCS結(jié)構(gòu) 114
5.6.3 TCAT/V-NAND/V-NAND結(jié)構(gòu) 115
參考文獻(xiàn) 118
第2部分 先進(jìn)存儲(chǔ)器篇
第6章 阻變存儲(chǔ)器 123
6.1 阻變存儲(chǔ)器概述 124
6.1.1 電阻轉(zhuǎn)變效應(yīng) 124
6.1.2 阻變存儲(chǔ)器的性能參數(shù) 125
6.2 阻變存儲(chǔ)器的材料與結(jié)構(gòu) 126
6.2.1 阻變介質(zhì)材料 126
6.2.2 電極材料 127
6.2.3 阻變存儲(chǔ)器存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 128
6.3 阻變存儲(chǔ)器的物理機(jī)制 134
6.3.1 金屬導(dǎo)電細(xì)絲型阻變存儲(chǔ)器 135
6.3.2 氧空位導(dǎo)電細(xì)絲型阻變存儲(chǔ)器 136
6.3.3 界面勢(shì)壘調(diào)節(jié)型阻變存儲(chǔ)器 138
6.4 阻變存儲(chǔ)器工藝與結(jié)構(gòu) 139
6.4.1 阻變存儲(chǔ)器制備工藝 140
6.4.2 阻變存儲(chǔ)器器件結(jié)構(gòu) 140
6.5 阻變存儲(chǔ)器測(cè)試儀器 142
6.5.1 電學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng) 142
6.5.2 阻變機(jī)理及失效原因測(cè)試儀器 143
6.5.3 阻變存儲(chǔ)器研究示例 144
6.6 阻變存儲(chǔ)器性能優(yōu)化 149
6.6.1 讀/寫(xiě)特性相關(guān)問(wèn)題及其優(yōu)化方法 150
6.6.2 保持特性失效模型及其改善方法 154
6.6.3 耐久性失效模型及其改善方法 156
參考文獻(xiàn) 157
第7章 鐵電存儲(chǔ)器 160
7.1 鐵電存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)材料與類型 162
7.1.1 鐵電存儲(chǔ)器存儲(chǔ)材料 162
7.1.2 鐵電存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元類型 163
7.2 鐵電存儲(chǔ)物理機(jī)制 165
7.3 鐵電存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元 165
7.3.1 鐵電存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu) 165
7.3.2 鐵電存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元讀寫(xiě) 166
7.4 鐵電存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元工藝與集成 168
7.4.1 鐵電薄膜制備 168
7.4.2 電極制備 169
7.4.3 鐵電薄膜刻蝕 169
7.4.4 阻氫層技術(shù) 169
7.5 鐵電存儲(chǔ)器性能測(cè)試 170
7.6 鐵電存儲(chǔ)器的應(yīng)用 170
參考文獻(xiàn) 172
第8章 相變存儲(chǔ)器 174
8.1 相變存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元材料與結(jié)構(gòu) 175
8.1.1 相變存儲(chǔ)器材料 175
8.1.2 相變存儲(chǔ)器材料的電學(xué)特性 178
8.1.3 相變存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu) 179
8.2 相變存儲(chǔ)物理機(jī)制 180
8.3 相變存儲(chǔ)器器件結(jié)構(gòu)與集成 181
8.4 相變存儲(chǔ)器性能測(cè)試 184
8.5 相變存儲(chǔ)器的應(yīng)用及發(fā)展 186
8.5.1 相變存儲(chǔ)器應(yīng)用 186
8.5.2 相變存儲(chǔ)器的發(fā)展 188
參考文獻(xiàn) 194
第9章 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器 198
9.1 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器概述 199
9.1.1 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器概念 199
9.1.2 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器優(yōu)缺點(diǎn) 199
9.2 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器工作原理 201
9.3 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)與讀寫(xiě) 201
9.3.1 磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)型磁隨機(jī)存儲(chǔ)器 202
9.3.2 電流驅(qū)動(dòng)型磁隨機(jī)存儲(chǔ)器 203
9.4 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器的工藝與集成 206
9.4.1 磁隧道結(jié)材料與性能要求 206
9.4.2 磁隧道結(jié)關(guān)鍵制備工藝技術(shù) 208
9.5 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器性能測(cè)試 210
9.5.1 巨磁阻結(jié)構(gòu)的磁學(xué)表征 210
9.5.2 巨磁阻結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)表征 211
9.6 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器的應(yīng)用及發(fā)展 212
9.6.1 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器的應(yīng)用 212
9.6.2 磁隨機(jī)存儲(chǔ)器技術(shù)的發(fā)展 213
參考文獻(xiàn) 215
第3部分 應(yīng)用技術(shù)篇
第10章 典型應(yīng)用系統(tǒng) 219
10.1 嵌入式存儲(chǔ)器的發(fā)展、設(shè)計(jì)與應(yīng)用 220
10.1.1 嵌入式存儲(chǔ)器的發(fā)展 220
10.1.2 嵌入式SRAM的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 222
10.1.3 嵌入式DRAM的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 224
10.2 “存算一體”和“類腦計(jì)算”—新型存儲(chǔ)器在類腦神經(jīng)形態(tài)計(jì)算中的應(yīng)用 228
10.2.1 神經(jīng)形態(tài)計(jì)算 228
10.2.2 阻變存儲(chǔ)器神經(jīng)元功能實(shí)現(xiàn) 229
10.2.3 阻變存儲(chǔ)器突觸功能實(shí)現(xiàn) 232
10.2.4 基于新型存儲(chǔ)器的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 235
參考文獻(xiàn) 238