该原型单元采用130纳米CMOS工艺制造。其结构采用了MOS晶体管和一层在热响应中呈非晶体状态*(高阻抗)或晶状(低阻抗)的相位转换薄膜。两种状态的编程是通过180纳米直径的钨下电极接点(BEC)实现的。在一次读操作中,存储的数字(1或0)信息是由薄膜中电流流动量的差别决定的。
为了获得突破性的功耗效果,日立和瑞萨的研究人员开发了一种原创的具有低电压编程能力的低电流相位转换薄膜。他们利用一种受控制的锗-锑-碲(GeSbTe)氧掺杂材料生长出了这种薄膜。氧掺杂能够使相位转换薄膜的阻抗限制在一个最理想的水平,同时可抑制编程期间过大的电流流过。此外,该单元的实现可以减少形成这些单元的MOS晶体管的门宽度,以及驱动输出MOS晶体管的数量,从而有助于缩小存储器单元和驱动电路的尺寸。