许林海
,
陈小刚
,
宋志棠
,
陈一峰
,
丁晟
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2012.04.012
基于研制成功的国内第一款8M - bits相变存储器(8Mb PCM)试验芯片,设计了一套音频存储播放系统.该系统主要由8Mb PCM芯片,现场可编程门阵列(FPGA),音频输入输出电路以及音频转换电路模块(AD73311芯片)等部分构成.系统以FPGA为核心处理单元,录音时将音频输入信号进行模/数(A/D)转换并存储到8Mb PCM中,播放时将8Mb PCM中存储的信息读出并通过数/模(D/A)转换成音频信号输出.板上验证结果表明:该系统的音频存储播放效果良好,可对8Mb PCM进行多次正确的读写操作.由此证实了8Mb PCM性能的完整性以及可靠性,为相变存储器后续的商业化应用打下坚实的基础.
关键词:
相变存储器
,
音频存储播放系统
,
AD73311
,
FPGA
,
Verilog硬件描述语言
刘旭焱
,
宋三年
,
刘卫丽
,
宋志棠
功能材料与器件学报
结合新一代高集成度三维集成电路和新型相变存储技术,以三维相变存储单元阵列的实现为目标,进行了用于存储单元的驱动和开关作用的二极管阵列的制备实验.在借助低温等离子体活化键合技术获得了良好的键合界面之后,利用智能剥离法成功转移了单晶PN结二极管层到含有金属W电极阵列的基片上,并制备了垂直二极管阵列.经过聚焦离子束加工和电镜观察得知基片上小型W电极与转移来的PN结构Si层接触良好,测试得到了标准的二极管特性曲线,开关比达到4个数量级.不过实验制备的二极管漏电流较大,开关比偏低,这些问题还需要在将来实验环境的改进和工艺的优化中得到解决.
关键词:
三维集成电路
,
相变存储器
,
等离子活化键合
,
智能剥离
徐成
,
刘波
,
冯高明
,
吴良才
,
宋志棠
,
封松林
,
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.03.009
采用0.18μm标准工艺制备出基于Sn掺杂Ge2Sb2Te5相变材料的相变存储器器件单元,利用自行设计搭建的电学测试系统研究了其存储性能.结果表明:Sn的掺杂没有改变Ge2Sb2Te5的相变特性,其相变阚值电压和阈值电流分别为1.6V和25μA;实现了器件单元的非晶态(高阻)与晶态(低阻)之间的可逆相变过程;器件单元中相变材料结晶所需电流最低为1.78mA(电流宽度固定为100ns)、结晶时间大于80ns(电流高度固定为3mA);相变材料非晶化脉冲电流宽度为30ns时,所需电流大于3.3mA;与Ge2Sb2Te5相比,Sn的掺杂降低了SET操作的脉冲电流宽度,提高了结晶速度,有利于提高相变存储器的存储速度.
关键词:
Sn掺杂
,
Ge2Sb2Te5
,
相变存储器
,
器件单元
,
存储性能
周俊卿
,
程秀兰
,
张衍
,
单川
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.06.002
本文建立了相变存储器存储单元的有限元分析模型,对相变材料以及加热电极热电参数对加热效率、功耗的影响进行了研究.模拟研究表明:引入了随温度变化的相变层热导率,能更精确地模拟器件温度场;加热电极电阻率与相变层电阻率越大,加热效率越高,功耗越低;但为了使加热效率更集中在相变材料层中,加热电极电阻率不能大于相变层电阻率.其中,在相变材料设计选择方面,具有较高电阻率的Si_2Sb_2Te_5较传统的Ge_2Sb_2Te_5更适合应用于低功耗相变存储器的应用;而在底部加热电极的选择上,具有较高电阻率和低热导率的TiN较TiW、W或Ti等电极相比,在低功耗方面更具优势.
关键词:
相变存储器
,
有限元分析
,
电学性能
,
热学性能
,
加热效率
尹文
,
程秀兰
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.06.009
相变存储器(PCM)因依靠电阻率的变化来存储的模式,成为65nm以下非易失存储器应用的研究热点.然而,相变存储器的擦写功耗、复位电压、热稳定性和擦写寿命一直是相变存储器发展的几个瓶颈.对此,设计了一种基于相变合金Ga3Sb8Te1的新型嵌入式相变存储器,并建立有限元(FEA)热学,结晶动力学和SPICE宏模型.通过瞬态热学和结晶动力学仿真表明,基于Ga3sb8Te1的相变存储器具有更高的热稳定性和可循环擦写次数、更低的复位功耗,更快的置位频率,是一种较为理想的高性能相变存储器.
关键词:
相变存储器
,
瞬态热学仿真
,
结晶动力学
,
SPICE宏模型
李亦清
,
王子欧
,
李有忠
,
陈智
,
毛凌锋
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2011.05.009
本文研究了Ge2 Sb2 Te5相变存储器的导电机制.本文考虑了实验中观察到的场致激活能的非线性下降以及结晶化后跳跃间距变大带来的影响,提出了一种有效导带底偏移模型,并在此基础上建立了修正的电流模型.计算结果表明,激活能随电压增加呈双曲余切的下降趋势,符合测量结果.该模型还包含了温度效应,结果表明跳跃间距与温度成反比.最后的计算结果与不同温度下的I-V测量结果一致,和实验观察到的I-V特征也很好地吻合.
关键词:
Ge2 Sb2 Te5
,
相变存储器
,
跳跃导电
,
陷阱辅助隧穿
汪昌州
,
翟继卫
,
姚熹
材料导报
相变存储器具有非易失性、循环寿命长、元件尺寸小、功耗低、多级存储、与现有集成电路工艺相兼容等诸多优点,被认为是最具潜力的下一代存储器.简要介绍了相变存储材料的工作原理和对相变存储材料的性能要求,综述了近年来国内外在相变材料存储性能的优化、存储机理以及面临的关键问题等方面的最新研究成果,最后展望了相变存储材料的研究和发展趋势.
关键词:
相变存储器
,
相变存储材料
,
Ge2Sb2Te5
李宜瑾
,
凌云
,
宋志棠
,
贾晓玲
,
罗胜钦
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2010.06.004
设计了0.13um标准CMOS工艺下相变存储器(PCM)中选通二极管的二维工艺模型,利用数值模拟方法进行仿真,对模型中关键参数的优化,得到了一个性能优化的P+/N-/N+结构的选通二极管,此选通二极管可在1.47V电压下达到1mA的RESET电流,并且反向击穿电压可以达到11V.文章最后还讨论了工艺尺寸从0.13um到22nm等比例缩小下选通二极管的性能,仿真结果表明这些选通二极管均能在较低电压下提供满足RESET操作的电流.
关键词:
相变存储器
,
选通二极管
,
数值模拟
宋志棠
,
刘波
,
封松林
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.01.004
相变存储技术是纳电子器件发展的主流技术之一,利用其电脉冲操作下的纳秒级的可逆相变过程制备的相变存储器(PCRAM),在嵌入式与大容量存储方面有巨大的商用价值与应用前景,已成为国际大公司开发的热点,PCRAM芯片容量与技术以超常规的速度发展,同时,针对纳米尺度的可逆相变机理、纳米尺度可逆相变的有效控制、低功耗的器件结构、已成为国际上科研界的研究热点,本文对上述情况进行综述,进一步给出我国的PCRAM的研究现状、工业基础、合作状况与展望.
关键词:
相变材料
,
相变存储器
,
进展
凌云
,
林殷茵
,
赖连章
,
乔保卫
,
赖云锋
,
冯洁
,
汤庭鳌
,
蔡炳初
,
功能材料
对Ge2Sb2Te5材料的结构、形貌和电学特性进行了表征,将材料应用于不挥发存储单元器件中并研究了器件性能.研究了退火温度对薄膜电阻率的影响,发现在从高阻向低阻状态转变的过程中,电阻率下降的趋势发生变化,形成拐点,分析表明这是由于在拐点处结构由面心立方向密排六方结构转变所致;对不同厚度Ge2Sb2Te5薄膜的电阻率进行了分析,结果表明当厚度薄于70nm时,电阻率随厚度显著上升而迁移率下降,材料晶态电学性能的测量显示,材料有正电阻温度系数并以空穴导电;测量了Ge2Sb2Te5非挥发相转变存储器单元的I-V曲线,发现有阈值特性,在晶态时电学特性呈欧姆特性,非晶态时I-V低场为线性关系,电场较高时呈指数关系.
关键词:
非晶半导体
,
阈值电压
,
相变存储器
