相變存儲(chǔ)單元的仿真研究.pdf

1、閃存存儲(chǔ)器作為當(dāng)前主流非易失性存儲(chǔ)器,被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合,然而閃存存儲(chǔ)器的發(fā)展受到其自身存儲(chǔ)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(kāi)發(fā)新型存儲(chǔ)器以滿足存儲(chǔ)市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求?；诹?qū)倩衔锏南嘧冸S機(jī)存儲(chǔ)器被認(rèn)為最有希望取代閃存存儲(chǔ)器成為下一代主流非易失性存儲(chǔ)器。
　　本文基于相變隨機(jī)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)機(jī)理,通過(guò)建立存儲(chǔ)單元仿真系統(tǒng),對(duì)相變存儲(chǔ)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(duì)存儲(chǔ)單元工作電壓、操作速度的影響

2、以及存儲(chǔ)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(zhǎng)理論、ThermalSpike模型建立存儲(chǔ)單元仿真系統(tǒng);其次,在仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過(guò)改變存儲(chǔ)單元幾何參數(shù)、物理參數(shù)研究其對(duì)存儲(chǔ)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(chǔ)單元優(yōu)化設(shè)計(jì);最后,通過(guò)改變單個(gè)外界輻照粒子的能量,研究靜態(tài)存儲(chǔ)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)

3、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(lèi)型對(duì)存儲(chǔ)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(chǔ)單元總電阻最大增加比例為1％,被輻照后存儲(chǔ)單元能進(jìn)行正常的讀寫(xiě)操作,相變存儲(chǔ)單元在未來(lái)幾代工藝中仍有較好的抗單粒子輻