北京大学、北方集成电路技术创新中心公布“一种低操作电压高一致性忆阻器及其制备方法”

集微网消息，日前，北京大学、北方集成电路技术创新中心（北京）有限公司共同申请的“一种低操作电压高一致性忆阻器及其制备方法”发明专利在国家知识产权局网站公布，发明人包括北京大学人工智能研究院类脑智能芯片研究中心主任杨玉超教授。

专利文件称，随着集成电路产业的飞速发展，非冯诺依曼架构的存内计算和近存计算有望在未来取代传统基于冯诺依曼体系架构的计算模式。存内计算技术的发展将催生更加强大的运算能力，有望实现强大的并行处理能力，在速度、功耗等方面有着巨大的优势。

存内计算系统中具有存储和计算功能的器件是整个存内计算系统中最重要的组成部分。忆阻器，或阻变存储器件（RRAM）非常适于作为存内计算系统中的存算器件。此外，忆阻器比传统的CMOS器件在尺寸缩小和功耗上有着不可比拟的优势。因此，基于忆阻器的非冯诺依曼体系架构的存内计算的发展在业界和学界引起了巨大的关注。

为了能够更好地应用到存内计算系统的硬件中，忆阻器需要具有高度可复现的连续可调的阻值。忆阻器的设计需要考虑阻值动态调整的范围、速度及操作电压等性能，这些特性在实现高性能高能效存内计算的硬件实现中起着重要的作用。虽然实现忆阻器的材料和器件多种多样，但是满足上述要求的忆阻器仍有待继续研究，该发明的目的是提供一种具有低操作电压高一致性的忆阻器及其制备方法，以满足高性能高能效存内计算的硬件应用。

根据专利文件介绍，本发明通过采用MOxNy的掺氮缺陷层，制备了具有低操作电压的忆阻器件。通过调整制备的功能层材料厚度及合理控制其成分可以实现不同阻值和操作电压，最终实现了具有低操作电压的忆阻器件，其制备工艺与传统CMOS工艺相兼容，对于存内计算硬件的最终实现有着重要意义。