相變化記憶胞之模擬研究

孫榮佐(Jung-Tso Sun)

指導教授 ： 周麗新

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2006年)

摘要

摘要

相變化記憶體的元件表現與記憶胞的幾何結構、膜層堆疊情況，及使用膜層的物理特性都有密切關係，本研究利用ANSYS套裝軟體針對四種不同相變化記憶胞模型，模擬施加定功率後，相變化材料在定功率脈衝移除時的空間溫度分佈情況，計算冷卻速率，並分析元件幾何結構的影響。
目前文獻報導都是定電流或定電壓模式，本模擬以與文獻不同的熱供應方式進行模擬，並與文獻報導的定電流或定電壓模式做比較，於模型一中發現記錄層變厚及加熱元件柱宽度變小均會使寫入功率下降，且比較模型二和文獻之差異，在文獻中所提於定電流下，在相變化記憶胞之熱阻型結構的記錄層中間加入一層金屬層( TiN )，會使寫入電流下降，但針對文獻模型作定量計算後，發現寫入功率卻會上升，顯示元件加熱的影響不應只考慮電阻值，還應考慮熱傳導係數、熱容量等影響溫度分佈的參數，於模型三中得知Trench層GST膜厚深度增加亦會使寫入功率下降，最後於模型四中觀察得知，當溝渠形結構記憶胞中加上阻障層氮化鈦後，此阻障層用氮化鈦時，依降低寫入功率的角度而言，效果不明顯。

關鍵字

相變化記憶體 ； 模擬

並列摘要

Phase-change random access memory is considered a potential challenger for conventional memories,Nevertheless,high reset current is the ultimate problem in developing high-density phase-change random access memory(PRAM). Therefore, Phase-change memory cell with four different geometry configurations were studied by using ANSYS suit software.We can find the effect of geometry configurations and then find the best geometry structure.

並列關鍵字

phase-change memory ； simulation

參考文獻

Taiwan auto-design crop, 2002.

25. R. G. Neale, D. L. Nelson, G. E. Moore, “Nonvolatile and reprogrammable, the read-mostly memory is here”, Electronics, Vol.28, 1970, pp.56-60

3. S. H. Holmberg, R. R. Shanks, V. A. Bluhm, “Chalcogenide Memory Materials”, J. Elec. Mat., Vol.8, No.3, 1979, pp.333-344

4. J. Feinleib, J. de Nuefville, S. C. Moss, S. R. Ovshinsky, “Rapid Reversible Light-induced crystallization of amorphous semiconductors”, App. Phys. Lett., Vol.18, 1971, pp.254-257

5. S. Lai; Electron Devices Meeting, IEDM ,2003, Technical Digest. IEEE