Forschung: Durchbruch bei NV-RAM

Das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle hat nach eigenen Angaben einen Durchbruch im Bereich Non-Volatile-RAM geschafft. Die Forscher konnten erstmals dünne Schichten aus Lanthan-Wismut-Titan-Oxid auf Silizium-Wafern in einer besonders günstigen Kristallorientierung aufbringen.

Damit könnte nach Angaben des Instituts die Grundlage für Computerchips mit einem sehr großen Speichervermögen pro Quadratzentimeter geschaffen sein. Im Gegensatz zu DRAMs brauchten nicht flüchtige Speichermedien keine Auffrischung. Mit solchen Chips wäre etwa ein PC denkbar, der ähnlich wie ein PDA nicht gebootet werden muss.

Wie das Max-Planck-Institut mitteilt, sind die aussichtsreichsten nicht flüchtigen Speicherbausteine MRAMs und FRAMs. Sie beruhen auf ferromagnetischen und ferroelektrischen Materialien. Um solche nicht flüchtigen Speicherbausteine in die Silizium-Mikroelektronik integrieren zu können, müssen sie als dünne Schichten auf Silizium-Wafern hergestellt werden.

Als eines der aussichtsreichsten Materialien für nicht flüchtige Speicherbausteine aus ferroelektrischen dünnen Schichten bezeichnen die Max-Planck-Forscher Lanthan-Wismut-Titan-Oxid. Bisher war es jedoch nicht gelungen, dieses Material als dünne Schicht so auf Silizium-Wafern abzuscheiden, dass die Speichereigenschaften des Materials auch in der dünnen Schicht erhalten blieben. Das liegt laut Mitteilung des Instituts daran, dass diese Schichten stark dazu neigen, in einer für die Anwendung "falschen" Kristallorientierung zu wachsen.

Dieses Problem hat das Team um Dr. Dietrich Hesse und Dr. Ho Nyung Lee nun nach eigenen Angaben gelöst. Die Forscher kombinierten eine 60 Nanometer dünne Pufferschicht aus Yttrium-Zirkon-Oxid mit einer darüber befindlichen, elastisch gedehnten, nur 10 Nanometer dünnen Elektrodenschicht aus Strontium-Ruthenium-Oxid. Darüber hinaus verwendeten die Wissenschaftler bei der Herstellung der Schichten mit einem Laserverfahren einen besonders hohen Sauerstoffdruck, der für die richtige chemische Zusammensetzung dieser Schichten sorgt. In den derart erzeugten Dünnschichten konnten die Forscher nachweisen, dass diese dank der erreichten 99-prozentigen Kristallorientierung tatsächlich über die gewünschten Speichereigenschaften verfügten. Die ausführliche Mitteilung lesen Sie hier beim Max-Planck-Institut Halle.

Motorola hat vor kurzem einen MRAM-Prototypen mit 1 MBit gezeigt (wir berichteten). Informationen zur bestehenden DRAM-Technik bieten die Reports So funktioniert DRAM und DRAM-Speichertypen im Detail. (uba)