本书是基于湖北工业大学芯片产业学院“信息存储技术”课程多年的教学实践精华与讲义智慧精心编撰而成，深刻贯彻产教融合的教育理念，旨在平衡理论深度与实践应用的双重需求。
全书深度剖析主流半导体存储器（SRAM、DRAM、ROM、Flash）及四种新型存储器（RRAM、FeRAM、PRAM、MRAM），不仅系统阐述这些存储技术在材料、器件结构、机理、性能及应用等方面的核心知识，还重点介绍最新的技术研究成果、技术发展脉络、面临的关键挑战、最新应用领域及未来的发展趋势。
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2010年毕业于华中科技大学光学工程专业，获得博士学位。
目录
CONTENTS
第1部分 基础篇
第1章 绪论 3
1.1 存储技术发展史 4
1.1.1 第一阶段：人类早期信息存储技术发展阶段 4
1.1.2 第二阶段：近代信息存储技术发展阶段 6
1.1.3 第三阶段：现代信息存储技术发展阶段 8
1.2 存储器的基本特征 9
1.2.1 相关概念 10
1.2.2 主要性能指标 10
1.2.3 多级存储系统 12
1.3 现代存储器的分类 14
1.3.1 按存储介质分类 14
1.3.2 按存取方式分类 16
1.3.3 按在计算机系统中的作用分类 17
1.3.4 按信息的可保存性分类 17
1.4 存储器技术的发展趋势 18
参考文献 20
第2章 静态随机存储器 21
2.1 静态随机存储器存储单元电路 22
2.1.1 静态随机存储器存储单元电路结构 22
2.1.2 静态随机存储器存储单元电路读约束 25
2.1.3 静态随机存储器存储单元电路写约束 27
2.1.4 静态随机存储器存储单元电路版图布局 28
2.2 静态随机存储器器件结构 29
2.2.1 静态随机存储器器件基本构成介绍 29
2.2.2 静态随机存储器器件结构类型示例 34
2.3 静态随机存储器性能参数 37
2.3.1 静态噪声容限 37
2.3.2 功耗 41
2.3.3 半选择破坏 42
2.3.4 技术指标 42
2.4 静态随机存储器的发展趋势 43
2.4.1 新型存储单元 43
2.4.2 新型静态随机存储器技术 46
参考文献 47
第3章 动态随机存储器 49
3.1 动态随机存储器存储单元 50
3.1.1 动态随机存储器存储单元类型示例 50
3.1.2 动态随机存储器存储单元的刷新 53
3.1.3 动态随机存储器存储单元结构优化 55
3.2 动态随机存储器器件结构 58
3.2.1 动态随机存储器器件基本构成介绍 58
3.2.2 动态随机存储器器件结构类型示例 66
3.3 动态随机存储器的发展趋势 71
3.3.1 新型存储单元 71
3.3.2 新型动态随机存储器技术 73
参考文献 76
第4章 只读存储器 77
4.1 掩模型只读存储器 79
4.1.1 掩模型只读存储器介绍 79
4.1.2 掩模型只读存储器存储单元结构 80
4.1.3 掩模型只读存储器特点 80
4.1.4 掩模型只读存储器优缺点 81
4.2 可编程只读存储器 82
4.2.1 可编程只读存储器介绍 82
4.2.2 可编程只读存储器存储单元结构 83
4.3 可擦可编程只读存储器 85
4.3.1 可擦可编程只读存储器介绍 85
4.3.2 可擦可编程只读存储器存储单元结构 86
4.3.3 可擦可编程只读存储器优缺点 87
4.4 电擦除可编程只读存储器 87
4.4.1 电擦除可编程只读存储器介绍 87
4.4.2 电擦除可编程只读存储器存储单元结构 88
4.4.3 电擦除可编程只读存储器优缺点 89
参考文献 89
第5章 闪存 91
5.1 闪存存储单元类型 93
5.1.1 浮栅型闪存 93
5.1.2 电荷俘获型闪存 94
5.2 闪存存储物理机制 95
5.2.1 沟道热电子注入 96
5.2.2 F-N隧穿效应 97
5.3 闪存存储单元读/写机制 98
5.3.1 NOR型闪存存储单元读/写/擦除 99
5.3.2 NAND型闪存存储单元读/写/擦除 102
5.3.3 SLC、MLC、TLC和QLC存储单元 104
5.4 NOR型闪存器件 106
5.4.1 NOR型闪存芯片的基本构架 106
5.4.2 NOR型闪存芯片的写入和擦除 107
5.5 2D NAND型闪存器件 107
5.5.1 NAND型闪存芯片的基本构架 107
5.5.2 NAND型闪存芯片的读写和擦除 109
5.6 3D NAND型闪存器件 111
5.6.1 BiCS结构 113
5.6.2 P-BiCS结构 114
5.6.3 TCAT/V-NAND/V-NAND结构 115
参考文献 118
第2部分 先进存储器篇
第6章 阻变存储器 123
6.1 阻变存储器概述 124
6.1.1 电阻转变效应 124
6.1.2 阻变存储器的性能参数 125
6.2 阻变存储器的材料与结构 126
6.2.1 阻变介质材料 126
6.2.2 电极材料 127
6.2.3 阻变存储器存储结构 128
6.3 阻变存储器的物理机制 134
6.3.1 金属导电细丝型阻变存储器 135
6.3.2 氧空位导电细丝型阻变存储器 136
6.3.3 界面势垒调节型阻变存储器 138
6.4 阻变存储器工艺与结构 139
6.4.1 阻变存储器制备工艺 140
6.4.2 阻变存储器器件结构 140
6.5 阻变存储器测试仪器 142
6.5.1 电学性能测试系统 142
6.5.2 阻变机理及失效原因测试仪器 143
6.5.3 阻变存储器研究示例 144
6.6 阻变存储器性能优化 149
6.6.1 读/写特性相关问题及其优化方法 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
参考文献 157
第7章 铁电存储器 160
7.1 铁电存储器的存储材料与类型 162
7.1.1 铁电存储器存储材料 162
7.1.2 铁电存储器存储单元类型 163
7.2 铁电存储物理机制 165
7.3 铁电存储器存储单元 165
7.3.1 铁电存储器存储单元结构 165
7.3.2 铁电存储器存储单元读写 166
7.4 铁电存储器存储单元工艺与集成 168
7.4.1 铁电薄膜制备 168
7.4.2 电极制备 169
7.4.3 铁电薄膜刻蚀 169
7.4.4 阻氢层技术 169
7.5 铁电存储器性能测试 170
7.6 铁电存储器的应用 170
参考文献 172
第8章 相变存储器 174
8.1 相变存储器存储单元材料与结构 175
8.1.1 相变存储器材料 175
8.1.2 相变存储器材料的电学特性 178
8.1.3 相变存储器存储单元结构 179
8.2 相变存储物理机制 180
8.3 相变存储器器件结构与集成 181
8.4 相变存储器性能测试 184
8.5 相变存储器的应用及发展 186
8.5.1 相变存储器应用 186
8.5.2 相变存储器的发展 188
参考文献 194
第9章 磁随机存储器 198
9.1 磁随机存储器概述 199
9.1.1 磁随机存储器概念 199
9.1.2 磁随机存储器优缺点 199
9.2 磁随机存储器工作原理 201
9.3 磁随机存储器的结构与读写 201
9.3.1 磁场驱动型磁随机存储器 202
9.3.2 电流驱动型磁随机存储器 203
9.4 磁随机存储器的工艺与集成 206
9.4.1 磁隧道结材料与性能要求 206
9.4.2 磁隧道结关键制备工艺技术 208
9.5 磁随机存储器性能测试 210
9.5.1 巨磁阻结构的磁学表征 210
9.5.2 巨磁阻结构的磁阻效应表征 211
9.6 磁随机存储器的应用及发展 212
9.6.1 磁随机存储器的应用 212
9.6.2 磁随机存储器技术的发展 213
参考文献 215
第3部分 应用技术篇
第10章 典型应用系统 219
10.1 嵌入式存储器的发展、设计与应用 220
10.1.1 嵌入式存储器的发展 220
10.1.2 嵌入式SRAM的设计与应用 222
10.1.3 嵌入式DRAM的设计与应用 224
10.2 “存算一体”和“类脑计算”—新型存储器在类脑神经形态计算中的应用 228
10.2.1 神经形态计算 228
10.2.2 阻变存储器神经元功能实现 229
10.2.3 阻变存储器突触功能实现 232
10.2.4 基于新型存储器的人工神经网络 235
参考文献 238
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