本文選題：相變隨機(jī)存儲器　切入點(diǎn)：相變存儲單元　出處：《華中科技大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：閃存存儲器作為當(dāng)前主流非易失性存儲器，被廣泛應(yīng)用于各種場合，然而閃存存儲器的發(fā)展受到其自身存儲機(jī)理的限制，在后續(xù)幾代工藝中將面臨更大的挑戰(zhàn)，亟待開發(fā)新型存儲器以滿足存儲市場日益增長的需求。基于硫?qū)倩衔锏南嘧冸S機(jī)存儲器被認(rèn)為最有希望取代閃存存儲器成為下一代主流非易失性存儲器。 本文基于相變隨機(jī)存儲器的存儲機(jī)理，通過建立存儲單元仿真系統(tǒng)，對相變存儲單元進(jìn)行仿真研究，研究涉及單元幾何參數(shù)、物理參數(shù)對存儲單元工作電壓、操作速度的影響以及存儲單元的抗單粒子輻照性能。 首先，基于拉普拉斯方程、傅里葉熱傳導(dǎo)方程、經(jīng)典成核/生長理論、Thermal Spike模型建立存儲單元仿真系統(tǒng)；其次，，在仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過改變存儲單元幾何參數(shù)、物理參數(shù)研究其對存儲單元工作電壓、操作速度的影響并在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行存儲單元優(yōu)化設(shè)計(jì)；最后，通過改變單個外界輻照粒子的能量，研究靜態(tài)存儲單元抗單粒子輻照性能。文中研究的幾何參數(shù)包括：上下電極三維尺寸，相變層三維尺寸；研究的物理參數(shù)包括：上下電極材料的電阻率、熱導(dǎo)率，相變材料的電阻率、熱導(dǎo)率，絕緣介質(zhì)所用材料。 研究結(jié)果表明，相變層Z方向尺寸、相變材料電阻率、絕緣介質(zhì)材料類型對存儲單元性能影響較大；減小相變層Z方向尺寸、相變材料電阻率，使用合適的絕緣介質(zhì)材料有助于減小單元操作電壓、提高單元操作速度；在仿真粒子能量范圍內(nèi)，由輻照粒子引起的存儲單元總電阻最大增加比例為1%，被輻照后存儲單元能進(jìn)行正常的讀寫操作，相變存儲單元在未來幾代工藝中仍有較好的抗單粒子輻照性能。
[Abstract]:Flash memory, as the current mainstream non-volatile memory, has been widely used in various occasions. However, the development of flash memory is limited by its own storage mechanism, which will face more challenges in the next few generations of technology. It is urgent to develop new memory to meet the increasing demand of storage market. Phase change random access memory based on sulfur compounds is considered as the most promising alternative to flash memory as the next generation of non-volatile memory. Based on the storage mechanism of phase change random access memory (PCRAM), a memory cell simulation system is established in this paper, which involves the geometric parameters of the cell, the working voltage of the memory cell and the physical parameters. The effect of operation speed and the radiation resistance of memory cell to single particle. Firstly, based on Laplace equation, Fourier heat conduction equation, classical nucleation / growth theory and thermal Spike model, the memory cell simulation system is established. The effects of physical parameters on the working voltage and operating speed of the memory cell are studied and the optimal design of the memory cell is carried out on the basis of the results. Finally, by changing the energy of a single external irradiated particle, In this paper, the geometric parameters of the static memory cell are studied, including the three-dimensional size of the upper and lower electrode, the three-dimensional dimension of the phase transition layer, the physical parameters including the resistivity of the upper and lower electrode materials, the thermal conductivity of the upper and lower electrode materials, the thermal conductivity of the upper and lower electrode materials. The resistivity, thermal conductivity, and insulating materials of phase change materials. The results show that the size of phase change layer Z direction, the resistivity of phase change material and the type of insulating dielectric material have great influence on the performance of the storage cell, and the resistivity of phase change material can be reduced by decreasing the Z direction size of phase change layer. The use of suitable insulating dielectric materials can reduce the operating voltage of the unit and increase the operating speed of the unit; in the range of simulated particle energy, The maximum increase ratio of the total resistance of the memory cells caused by irradiated particles is 1. The memory cells after irradiation can perform normal reading and writing operations. The phase change memory cells still have better resistance to single particle irradiation in the next few generations.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP333

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1676782