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相变存储单元RESET多值存储过程的数值仿真研究

谢子健 胡作启 王宇辉 赵旭

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相变存储单元RESET多值存储过程的数值仿真研究

谢子健, 胡作启, 王宇辉, 赵旭

Numerical simulation of RESET operation for multilevel storage in phase change memory cell

Xie Zi-Jian, Hu Zuo-Qi, Wang Yu-Hui, Zhao Xu
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  • 使用数值仿真方法对相变随机存储器存储单元的RESET操作的多值存储过程进行了研究,建立了三维存储单元模型, 用有限元法解Laplace方程及热传导方程以模拟电脉冲作用下的存储单元物性变化过程. 计算出单元内相变层的相态分布及单元整体电阻,分析了单元内部尺寸变化对多值存储过程及状态的影响. 结果表明,通过精确控制输入电脉冲,相变存储单元能够实现4值存储;多值存储状态受单元内相变层厚度及下电极接触尺寸变化的影响较大;存储状态在80 ℃的环境温度下均可保持10年以上不失效.
    The REST operation for multilevel storage in phase change random access memory cell is investigated via numerical simulation. A three-dimensional memory cell model is built, and the physical property variation is calculated by solving the Laplace equation and the heat conduction equation with finite element method. The phase distribution in phase change layer and the total resistance of the cell are examined. The influences of cell structure size variation on multilevel storage process and states are analyzed. The simulation results demonstrate that multilevel storage can be achieved through accurate electrical pulse control while the variations of phase change layer thickness and bottom electrode contact size have relatively large effect on the storage state. The storage states can all keep stable for more than 10 years at 80 ℃.
    • 基金项目: 装备预研基金(批准号: 9140A16050109JW0506)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Defense Pre-Research Foundation of China (Grant No. 9140A16050109JW0506).
    [1]

    Burr G W, Breitwisch M J, Franceschini M, Garetto D, Gopalakrishnan K, Jackson B, Kurdi B, Lam C, Lastras L A, Padilla A, Rajendran B, Raoux S, Shenoy R S 2010 J. Vacuum Sci. Technol. B 28 223

    [2]

    Fantini A, Perniola L, Armand M, Nodin J F, Sousa V, Persico A, Cluzel J, Jahan C, Maitrejean S, Lhostis S, Roule A, Dressler C, Reimbold G, DeSalvo B, Mazoyer P, Bensahel D, Boulanger F 2009 IEEE International Memory Workshop Monterey, USA, May 10-14, 2009 p66

    [3]

    Yoon S M, Jung S W, Lee S Y, Park Y S, Yu B G 2009 IEEE Electron Dev. Lett. 30 371

    [4]

    Bruns G, Merkelbach P, Schlockermann C, Salinga M, Wuttig M, Happ T D, Philipp J B, Kund M 2009 Appl. Phys. Lett. 95 043108

    [5]

    Liao Y B, Xu L, Yang F, Liu W Q, Liu D, Xu J, Ma Z Y, Chen K J 2010 Acta Phys. Sin. 59 6563 (in Chinese) [廖远宝, 徐岭, 杨菲, 刘文强, 刘东, 徐骏, 马忠元, 陈坤基 2010 物理学报 59 6563]

    [6]

    Zhang Z F, Zhang Y, Feng J, Cai Y F, Lin Y Y, Cai B C, Tang T A, Chen B M 2007 Acta Phys. Sin. 56 4224 (in Chinese) [张祖发, 张胤, 冯洁, 蔡燕飞, 林殷茵, 蔡炳初, 汤庭鳌, 陈邦明 2007 物理学报 56 4224]

    [7]

    Raoux S, Rettner C T, Jordan-Sweet J L, Kellock A J, Topuria T, Rice P M, Miller D C 2007 J. Appl. Phys. 102 094305

    [8]

    Papandreou N, Pantazi A, Sebastian A, Breitwisch M, Lam C, Pozidis H, Eleftheriou E 2010 Proceedings of the 2010 17th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems Piscataway, USA, December 12-15, 2010 p1017

    [9]

    Lai Y F, Feng J, Qiao B W, Ling Y, Lin Y Y, Tang T A, Cai B C, Chen B M 2006 Acta Phys. Sin. 55 4347 (in Chinese) [赖云锋, 冯洁, 乔保卫, 凌云, 林殷茵, 汤庭鳌, 蔡炳初, 陈邦明 2006 物理学报 55 4347]

    [10]

    Braga S, Pashkov N, Perniola L, Fantini A, Cabrini A, Torelli G, Sousa V, De Salvo B, Reimbold G 2011 3rd IEEE International Memory Workshop Monterey, USA, May 22-25, 2011 5873226

    [11]

    Papandreou N, Pozidis H, Mittelholzer T, Close G F, Breitwisch M, Lam C, Eleftheriou E 2011 3rd IEEE International Memory Workshop Monterey, USA, May 22-25, 2011 5873231

    [12]

    Kim D H, Merget F, Forst M, Kurz H 2007 J. Appl. Phys. 101 064512

    [13]

    Hu Z Q, Yuan C W, Li L 2009 J. Huazhong Univ. Sci. Tech. (Natural Science Edition) 37 89 (in Chinese) [胡作启, 袁成伟, 李兰 2009 华中科技大学学报(自然科学版) 37 89]

    [14]

    Kang D H, Ahn D H, Kim K B, Webb J F, Yi K W 2003 J. Appl. Phys. 94 3536

  • [1]

    Burr G W, Breitwisch M J, Franceschini M, Garetto D, Gopalakrishnan K, Jackson B, Kurdi B, Lam C, Lastras L A, Padilla A, Rajendran B, Raoux S, Shenoy R S 2010 J. Vacuum Sci. Technol. B 28 223

    [2]

    Fantini A, Perniola L, Armand M, Nodin J F, Sousa V, Persico A, Cluzel J, Jahan C, Maitrejean S, Lhostis S, Roule A, Dressler C, Reimbold G, DeSalvo B, Mazoyer P, Bensahel D, Boulanger F 2009 IEEE International Memory Workshop Monterey, USA, May 10-14, 2009 p66

    [3]

    Yoon S M, Jung S W, Lee S Y, Park Y S, Yu B G 2009 IEEE Electron Dev. Lett. 30 371

    [4]

    Bruns G, Merkelbach P, Schlockermann C, Salinga M, Wuttig M, Happ T D, Philipp J B, Kund M 2009 Appl. Phys. Lett. 95 043108

    [5]

    Liao Y B, Xu L, Yang F, Liu W Q, Liu D, Xu J, Ma Z Y, Chen K J 2010 Acta Phys. Sin. 59 6563 (in Chinese) [廖远宝, 徐岭, 杨菲, 刘文强, 刘东, 徐骏, 马忠元, 陈坤基 2010 物理学报 59 6563]

    [6]

    Zhang Z F, Zhang Y, Feng J, Cai Y F, Lin Y Y, Cai B C, Tang T A, Chen B M 2007 Acta Phys. Sin. 56 4224 (in Chinese) [张祖发, 张胤, 冯洁, 蔡燕飞, 林殷茵, 蔡炳初, 汤庭鳌, 陈邦明 2007 物理学报 56 4224]

    [7]

    Raoux S, Rettner C T, Jordan-Sweet J L, Kellock A J, Topuria T, Rice P M, Miller D C 2007 J. Appl. Phys. 102 094305

    [8]

    Papandreou N, Pantazi A, Sebastian A, Breitwisch M, Lam C, Pozidis H, Eleftheriou E 2010 Proceedings of the 2010 17th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems Piscataway, USA, December 12-15, 2010 p1017

    [9]

    Lai Y F, Feng J, Qiao B W, Ling Y, Lin Y Y, Tang T A, Cai B C, Chen B M 2006 Acta Phys. Sin. 55 4347 (in Chinese) [赖云锋, 冯洁, 乔保卫, 凌云, 林殷茵, 汤庭鳌, 蔡炳初, 陈邦明 2006 物理学报 55 4347]

    [10]

    Braga S, Pashkov N, Perniola L, Fantini A, Cabrini A, Torelli G, Sousa V, De Salvo B, Reimbold G 2011 3rd IEEE International Memory Workshop Monterey, USA, May 22-25, 2011 5873226

    [11]

    Papandreou N, Pozidis H, Mittelholzer T, Close G F, Breitwisch M, Lam C, Eleftheriou E 2011 3rd IEEE International Memory Workshop Monterey, USA, May 22-25, 2011 5873231

    [12]

    Kim D H, Merget F, Forst M, Kurz H 2007 J. Appl. Phys. 101 064512

    [13]

    Hu Z Q, Yuan C W, Li L 2009 J. Huazhong Univ. Sci. Tech. (Natural Science Edition) 37 89 (in Chinese) [胡作启, 袁成伟, 李兰 2009 华中科技大学学报(自然科学版) 37 89]

    [14]

    Kang D H, Ahn D H, Kim K B, Webb J F, Yi K W 2003 J. Appl. Phys. 94 3536

  • [1] 董伟, 王志斌. 改进型混合表面等离子体微腔激光器的研究. 物理学报, 2018, 67(19): 195204. doi: 10.7498/aps.67.20180242
    [2] 赵运进, 田锰, 黄勇刚, 王小云, 杨红, 米贤武. 基于有限元法的光子并矢格林函数重整化及其在自发辐射率和能级移动研究中的应用. 物理学报, 2018, 67(19): 193102. doi: 10.7498/aps.67.20180898
    [3] 程秋虎, 王石语, 过振, 蔡德芳, 李兵斌. 超高斯光束抽运调Q固体激光器仿真模型研究. 物理学报, 2017, 66(18): 180204. doi: 10.7498/aps.66.180204
    [4] 徐天鸿, 姚辰, 万文坚, 朱永浩, 曹俊诚. 锥形太赫兹量子级联激光器输出功率与光束特性研究. 物理学报, 2015, 64(22): 224212. doi: 10.7498/aps.64.224212
    [5] 邢妍, 陈波, 王海峰, 张宏吉, 何玲平, 金方圆. Vernier型光子计数探测器阳极电容仿真与试验研究. 物理学报, 2015, 64(8): 080702. doi: 10.7498/aps.64.080702
    [6] 王长宏, 林涛, 曾志环. 半导体温差发电过程的模型分析与数值仿真. 物理学报, 2014, 63(19): 197201. doi: 10.7498/aps.63.197201
    [7] 谭程, 梁志珊. 电感电流伪连续模式下Boost变换器的分数阶建模与分析. 物理学报, 2014, 63(7): 070502. doi: 10.7498/aps.63.070502
    [8] 陈然, 周立伟, 王建云, 陈长军, 邵兴隆, 蒋浩, 张楷亮, 吕联荣, 赵金石. 基于Cu/SiOx/Al结构的阻变存储器多值特性及机理的研究. 物理学报, 2014, 63(6): 067202. doi: 10.7498/aps.63.067202
    [9] 张华, 吴建军, 张代贤, 张锐, 何振. 用于脉冲等离子体推力器烧蚀过程仿真的新型机电模型. 物理学报, 2013, 62(21): 210202. doi: 10.7498/aps.62.210202
    [10] 肖金标, 李文亮, 夏赛赛, 孙小菡. 梯形截面硅基水平多槽纳米线定向耦合器全矢量分析. 物理学报, 2012, 61(12): 124216. doi: 10.7498/aps.61.124216
    [11] 于歌, 韩奇钢, 李明哲, 贾晓鹏, 马红安, 李月芬. 新型圆角式高压碳化钨硬质合金顶锤的有限元分析. 物理学报, 2012, 61(4): 040702. doi: 10.7498/aps.61.040702
    [12] 杨定新, 胡政, 杨拥民. 大参数周期信号随机共振解析. 物理学报, 2012, 61(8): 080501. doi: 10.7498/aps.61.080501
    [13] 孙棣华, 田川. 考虑驾驶员预估效应的交通流格子模型与数值仿真. 物理学报, 2011, 60(6): 068901. doi: 10.7498/aps.60.068901
    [14] 王发强, 马西奎. 电感电流连续模式下Boost变换器的分数阶建模与仿真分析. 物理学报, 2011, 60(7): 070506. doi: 10.7498/aps.60.070506
    [15] 韩奇钢, 马红安, 肖宏宇, 李瑞, 张聪, 李战厂, 田宇, 贾晓鹏. 基于有限元法分析宝石级金刚石的合成腔体温度场. 物理学报, 2010, 59(3): 1923-1927. doi: 10.7498/aps.59.1923
    [16] 刘全喜, 钟鸣. 激光二极管阵列端面抽运复合棒状激光器热效应的有限元法分析. 物理学报, 2010, 59(12): 8535-8541. doi: 10.7498/aps.59.8535
    [17] 宋小鹿, 过振, 李兵斌, 王石语, 蔡德芳, 文建国. 脉冲激光二极管侧面抽运Nd∶YAG激光器晶体时变热效应. 物理学报, 2009, 58(3): 1700-1708. doi: 10.7498/aps.58.1700
    [18] 韩奇钢, 贾晓鹏, 马红安, 李瑞, 张聪, 李战厂, 田宇. 基于三维有限元法模拟分析六面顶顶锤的热应力. 物理学报, 2009, 58(7): 4812-4816. doi: 10.7498/aps.58.4812
    [19] 田 赫, 掌蕴东, 王 号, 邱 巍, 王 楠, 袁 萍. 光脉冲在微环耦合谐振光波导中传输线性特性的数值仿真. 物理学报, 2008, 57(11): 7012-7016. doi: 10.7498/aps.57.7012
    [20] 袁 玲, 沈中华, 倪晓武, 陆 建. 激光在近表面弹性性质梯度变化的材料中激发超声波的数值分析. 物理学报, 2007, 56(12): 7058-7063. doi: 10.7498/aps.56.7058
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-09
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-05

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