發(fā)布時間：2020-05-09 07:26

【摘要】：相變隨機存儲器的優(yōu)越性能使得它成為極具潛力的下一代新型非易失性存儲器。相變隨機存儲器的存儲功能,是通過施加不同的電脈沖產(chǎn)生熱量,使得具有低阻的晶態(tài)和高阻的非晶態(tài)兩個狀態(tài)的相變材料在兩態(tài)之間轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)的。因此,研究相變隨機存儲器的電熱效應(yīng)是十分必要的,尤其當(dāng)特征尺寸逐漸減小時。 本文基于有限元分析原理,利用有限元分析軟件ANSYS建立了相變隨機存儲器單元三維模型,并對其進行了一系列參數(shù)改變下的電熱模擬。改變一種特征尺寸下的T型結(jié)構(gòu)相變存儲單元的一些材料參數(shù)(包括相變材料、電極材料、隔離層材料的熱導(dǎo)率和相變材料的電阻率),得到了一些規(guī)律并進行了分析;模擬存儲單元的特征尺寸大小對溫度分布的影響;然后以特征尺寸100nm的相變單元為基準(zhǔn)等比例縮小相變存儲單元,得到不同特征尺寸下(45nm,32nm,22nm,16nm和10nm)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)(相變層厚度,隔離層厚度等)對溫度分布的影響。 Reset電流過大一直是制約相變隨機存儲器發(fā)展的原因之一。本文提出了一種新型的非對稱結(jié)構(gòu)。經(jīng)過三維電熱仿真驗證,與T型結(jié)構(gòu)相比,該結(jié)構(gòu)能夠提高相變單元內(nèi)的電流密度,減少溫度耗散,因此能夠降低Reset電流。然后對不同特征尺寸下(45nm,32nm,22nm,16nm和10nm)該結(jié)構(gòu)的一些關(guān)鍵參數(shù)(相變層厚度、偏移量)做了一系列仿真,觀察它們對非對稱結(jié)構(gòu)相變單元溫度分布的影響,找出更能發(fā)揮非對稱結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)參數(shù)。此外,比較了同等條件下T型結(jié)構(gòu)和非對稱結(jié)構(gòu)相變單元的差別,找出非對稱結(jié)構(gòu)優(yōu)于T型結(jié)構(gòu)的原因,并發(fā)現(xiàn)等比例縮小時,非對稱結(jié)構(gòu)低功耗優(yōu)越性更加明顯,這對于高密度存儲有著重要的意義。
【圖文】：

ircoelectronics）聯(lián)合發(fā)布了首款 PCM 原型樣片——代碼是市場上首批交付給客戶評測的相變存儲器的功能芯片司和恒憶（Numony B.V.）公布了一項突破性的 PCRAM展示了能夠在單個硅片上堆疊或放置多個 PCRAM 陣列機存取非易失性存儲器和存儲應(yīng)用降低所占用的空間，的存儲器設(shè)備鋪平了道路[11]。而今年 4 月份，恒憶公司umonyx Omneo PCM，包括支持串行外設(shè)接口的 OmneoTR 接口的 OmneoTMP8P PCM，其寫入速度有望達到現(xiàn)有閃存的 10 倍[12]。中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、華中科技大變存儲器研究的單位，，現(xiàn)在已經(jīng)取得了一定的進展[13,14]儲器的原理

儲中的“0”）能夠?qū)崿F(xiàn)存儲的功能[15]。 1-1 給出了相變存儲器工作原理的示意圖。短而尖的脈沖用來實現(xiàn) Re0”到“1”）。在這個尖脈沖的作用下，相變材料的溫度迅速上升到熔620℃左右）以上，在脈沖迅速下降的過程中，分子來不及重組，相為非晶態(tài)。非晶區(qū)域的電阻率高于晶態(tài)幾個數(shù)量級，因此器件此時表。使存儲單元回到 Set（從“1”到“0”）狀態(tài)，就要施加如圖中的矮而使得相變材料上升到高于結(jié)晶溫度但是低于熔化溫度的，然后退火使態(tài)[2]。據(jù)的讀�。≧ead）則是通過施加電脈沖（很小，不足以使相變材料發(fā)轉(zhuǎn)換）測得相變單元的阻值，高阻為“0”，低阻為“1”。
【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】：2011
【分類號】：TP333.8

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相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號：2655801