相變存儲器的熱分析以及結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、由于相變存儲器（PCRAM）具有低功耗、在小尺寸下的高可靠性、讀寫速度快、抗疲勞、制作工藝與CMOS工藝兼容等特點，相變存儲器是一種很有發(fā)展前景的非易失性存儲器。作為存儲介質(zhì)的相變存儲材料有兩種相態(tài)，一種相態(tài)是高阻的非晶態(tài)。非晶態(tài)是通過焦耳熱快速熔化晶態(tài)材料，然后快速冷卻獲得的。第二種相態(tài)是低阻的多晶態(tài)。多晶態(tài)是通過把非晶材料加熱到熔化溫度以下、結(jié)晶溫度以上來結(jié)晶獲得的。相變存儲單元通過IRESET和ISET電流來使相變存儲器在兩個相態(tài)

2、之間可逆轉(zhuǎn)換。
　　 本文建立了相變存儲單元的電熱有限元模型，對不同的器件結(jié)構(gòu)的溫度分布進(jìn)行了模擬。對器件的材料參數(shù)（如相變層的熱導(dǎo)率、隔離層的熱導(dǎo)率、相變層的電阻率等）和結(jié)構(gòu)參數(shù)（如相變單元結(jié)構(gòu)、相變層厚度、相變層的特征尺寸等）對單元的結(jié)果影響進(jìn)行了模擬與分析；討論了隨相變存儲單元特征尺寸的下降，相變存儲單元間的熱影響，為減小熱影響，設(shè)計了一種新的相變存儲結(jié)構(gòu)，并對其進(jìn)行了模擬和分析。取得的主要結(jié)果如下：
　　 1.

3、研究了相變存儲單元的材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對單元熱分布的影響。研究表明：影響熱分布的主要材料參數(shù)為相變層熱導(dǎo)率與相變層電阻率。相變層熱導(dǎo)率越低，電導(dǎo)率越高，相變層的升溫速度越快，峰值溫度越高。影響熱分布的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為相變層的特征尺寸和厚度。在電流激勵下，特征尺寸越小，厚度越大，相變層的峰值溫度越高。在電壓激勵下，則表現(xiàn)出相反的趨勢。
　　 2.研究了隨相變存儲單元特征尺寸的減小，存儲單元間的熱影響。模擬結(jié)果表明，隨著相變存儲單元特