相變存儲單元抗輻照性能及優(yōu)化設(shè)計仿真研究.pdf

1、相變隨機(jī)存儲器越來越被認(rèn)為是可替代閃存的下一代固態(tài)非易失性存儲器?；诖鎯橘|(zhì)的電阻值變化，相變存儲器實現(xiàn)信息存儲，這使其具有固有抗輻照特性，但輻照機(jī)理和其抗輻照性能評估方法尚不明確，因此，仿真研究相變存儲器抗輻照性能將具有重大意義。
　　基于蒙特卡洛方法追蹤輻照粒子軌跡，基于有限元法求解電熱傳導(dǎo)方程、基于成核-生長理論求解相轉(zhuǎn)變過程，編寫出相變存儲單元抗輻照性能仿真系統(tǒng)程序，仿真研究了輻照粒子為質(zhì)子的單粒子效應(yīng)對相變存儲單元性能

2、的影響。其中，彈性能量損失采用二體碰撞公式；非彈性能量損失，當(dāng)入射粒子質(zhì)子能量較低時采用Lindhard-scharff公式，能量較高時采用 Bethe-Bloch公式，當(dāng)能量處于中間時采用Biersack插值公式。
　　仿真結(jié)果表明，質(zhì)子在存儲單元內(nèi)的能量損失并不是純粹的隨著質(zhì)子初始能量的增大而增大的，而是隨著質(zhì)子初始能量的增大，能量損失先隨之增大后隨之減小的，能量損失最大處出現(xiàn)在質(zhì)子初始能量為2MeV時；當(dāng)質(zhì)子能量較小時，其會

3、有比較大的核散射角導(dǎo)致行進(jìn)軌跡曲折程度較大，而隨著質(zhì)子能量的增大，行進(jìn)軌跡曲折程度越來越弱，以致軌跡近乎于一條直線，當(dāng)入射質(zhì)子初始能量達(dá)到90KeV時，質(zhì)子進(jìn)入到相變層；在100eV~500MeV范圍內(nèi)，單個質(zhì)子對靜態(tài)存儲單元性能的影響非常小；對于初始能量為2MeV的質(zhì)子對動態(tài)存儲單元性能的不利影響不存在。
　　另外，對于不同的薄膜材料物理參數(shù)和幾何尺寸，研究了自下而上結(jié)構(gòu)相變存儲單元性能的變化，提出了相變存儲單元優(yōu)化設(shè)計方案。采