存储器在半导体市场中占有重要的地位，仅DRAM(Dynamic Random．AccessMemory)和FLASH两种就占市场的15％，随着便携式电子设备的不断普及，不挥发存储器市场也越来越大。然而传统的不挥发存储器的尺寸已经接近其物理极限，据INTEL预测FLASH技术的极限在32nm左右，这就迫使人们寻找性能更为优越的下一代不挥发存储器。最近大量研究集中在两端阻性存储器件上，其中包括：(1)硫系化合物相变材料；(2)掺杂的SrZrO3；(3)铁电材料PbZrTiO3； (4)铁磁材料Prl-xCaxMnO3；(5)两元金属氧化物材料；(6)有机材料。 在众多的下一代非挥发存储器中，有两种存储技术引起了工业界的极大的关注，它们是以硫系化合物作为存储介质的相变存储技术和以二元金属氧化物作为存储介质的氧化物存储技术。因为这两种存储技术具有突出的优点，如工艺简单，和CMOS制程兼容性好，单元结构简单，易于等比例缩小等。 在本文中我们研究的是高密度阻性存储器的设计方法，主要目的是解决在海量存储阵列设计中遇到的一些问题。提出的方案主要征对相变存储技术和CuxO(硫化亚铜)二元金属存储器。 制约阻性存储器集成密度进一步提高的因素很多。比如说采用传统1T1R(一个晶体管加一个存储电阻)结构的存储单元其面积受到选通器件的限制；大容量存储阵列位线电阻和寄生电容对存储器性能的影响：比较复杂的外围电路设计等等在文中我们会征对这些问题进行讨论，提出解决方案。 本文重点论述了具有创新性的几个解决方案。从单元结构上来说，提出1TkR的单元结构，它可以大大提高存储阵列对芯片面积的利用率。因为它与传统的1T1R结构不同，它通过多个存储电阻共享选通器件来构成高密度的存储阵列。从存储器件特性来说，我们研究了可实现的高可靠的多值存储技术。从存储阵列来说，本文讨论了如何通过电路和阵列本身的改进来减少位线寄生电阻对存储器可靠性的影响。 本文共分为6章，第一章介绍阻性存储器的基本原理，着重介绍相变存储技术及二元金属氧化物作为存储媒介的存储技术。第二章分别提出了相变存储单元和二元金属氧化物存储单元的spice模型。第三章主要介绍阻性存储器的阵列选通管复用技术。第四章着重阐述多值存储的方案和电路设计。第五章主要研究提高阻性存储器可靠性的阵列和外围电路设计。第六章对全文进行总结。