相變存儲單元抗輻照性能及優(yōu)化設計仿真研究.pdf

1、相變隨機存儲器越來越被認為是可替代閃存的下一代固態(tài)非易失性存儲器。基于存儲介質的電阻值變化，相變存儲器實現信息存儲，這使其具有固有抗輻照特性，但輻照機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方程、基于成核-生長理論求解相轉變過程，編寫出相變存儲單元抗輻照性能仿真系統程序，仿真研究了輻照粒子為質子的單粒子效應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，當入射粒子質子能量較低時采用Lindhard-scharff公式，能量較高時采用 Bethe-Bloch公式，當能量處于中間時采用Biersack插值公式。
　　仿真結果表明，質子在存儲單元內的能量損失并不是純粹的隨著質子初始能量的增大而增大的，而是隨著質子初始能量的增大，能量損失先隨之增大后隨之減小的，能量損失最大處出現在質子初始能量為2MeV時；當質子能量較小時，其會

3、有比較大的核散射角導致行進軌跡曲折程度較大，而隨著質子能量的增大，行進軌跡曲折程度越來越弱，以致軌跡近乎于一條直線，當入射質子初始能量達到90KeV時，質子進入到相變層；在100eV~500MeV范圍內，單個質子對靜態(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和幾何尺寸，研究了自下而上結構相變存儲單元性能的變化，提出了相變存儲單元優(yōu)化設計方案。采