阻变随机存取存储器(Resistive Random Access Memory, ReRAM或RRAM)简称阻变存储器，利用阻变材料电阻变化前后存在的阻值差异来存储数据。如图5-91所示，阻变单元采用简单的类似电容器的金属-介质层-金属(MIM)结构，由两层金属电极包夹着一层介质材料构成ReRAM的工作原理为利用偏压变化在介质中产生导电细丝(SET, 高阻态变为低阻态，写“1”) 或使导电细丝破裂(RESET,低阻态变为高阻态，写“0”) 来实现信息的写入，信息的读取则依靠测量电阻的大小来实现。

金属电极可以是传统的金属材料(如Au、Pt、Cu、Al等)，介质层材料是二元过渡金属氧化物(TMO)， 如目前研究最热门的氧化铪(HfOx)和氧化钽(TaOx)。 由于电极材料和介质材料的不同，ReRAM阻变单元分为单极型(Unipolar)和双极型(Bipola) 两种。单极型单元阻变只取决于电压幅度，而与电压方向无关:双极型单元阻变与电压幅度和方向都有关。

目前研究的ReRAM存储单元结构主要有如图5-91所示的1晶体管1阻变电阻(One Transistor One Resistor, 1T1R) 结构，还有1二极管1阻变电阻(One Diode One Resistor, 1D1R) 结构和1选择器1阻变电阻(One Selcetor One Resistor, 1S1R) 结构。1T1R结构增加的选择晶体管可以实现单元之间的隔离，减小漏电和串扰问题，但单元面积过大，因此非常适合优先追求性能和可靠性的嵌入式应用。IDIR 和ISIR存储单元面积可以达到4F2 (F为最小特征尺寸)，且容易实现交叉点阵列结构(Cross-Point)和三维堆叠，大大降低了存储成本，因此非常适用于实现高密度独立式存储器。与STT-MRAM相同，RRAM采用CSA,通过施加一个小的读取电压对存储单元电阻进行分辨来实现读取。

与Flash相比，ReRAM 具有速度快、操作电压低、寿命长、微缩性好、CMOS工艺完全兼容等优势，因此被认为是下一代非易失存储技术最具潜力的竞争者，具有广阔的应用前景。首先，ReRAM 非常适合嵌入式应用。ReRAM 简单的器件结构使得其制备工艺也相应简单，只需要增加1~2层掩模版，而且其材料和集成工艺与标准CMOS材料和工艺完全兼容。其次，在ReRAM诸多优点的基础上，随着三维集成技术的成熟和多值存储技术的应用，ReRAM仍然有望继