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《相变存储器失效机理的研究进展-《物理》杂志》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、物理学和高新技术相变存储器失效机理的研究进展*2017－02－24收到†email：liubo@mail.sim.ac.cn1，21，3，†高丹刘波DOI：10.7693/wl20180303(1中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050)(2中国科学院大学北京100049)(3苏州科技大学化学生物与材料工程学院苏州215009)Thefailuremechanismofphasechangememories1，21，3，†GAODanLIUBo(1StateKeyLaboratoryofFunctionalMateria
2、lsforInformatics，ShanghaiInstituteofMicro-SystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China)(2UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)(3SchoolofChemicalBiologyandMaterialsEngineering，SuzhouUniversityofScienceandTechnology，Suzhou215009，Chi
3、na)摘要相变存储器由于具有非易失性、高速度、低功耗等优点被认为是最有可能成为下一代存储器的主流产品之一。然而存储器芯片的良率、密度和操作速度受制于性能最差的单元，因此研究相变存储器的失效机理对于存储器芯片成本的降低以及性能的提升至关重要。文章综述了相变存储器失效机理的研究进展，主要讨论和归纳了电性操作和工艺制程所导致的相变存储器失效模型和失效机理，包括电迁移、热动力学效应、相变应力和热应力、电压极性、结晶引发的偏析、浓度梯度、电极材料以及制造工艺引起的失效。关键词相变存储器，失效机理，电迁移，应力，制造工艺AbstractThephasechangemem
4、ory(PCM)isconsideredamajorcandidatefornextgenerationmemoriesduetoitsnonvolatility,fastprogramaccess,andlowconsumptionpower.However,theyield,densityandoperationspeedofPCMchipsarelimitedbythecellthathastheworstperformance.Toimprovetheperformanceandreducetheircost,itisessentialtoinves
5、tigatetheirfailuremechanism.ThispaperpresentsanoverviewofthefailuremodeandfailuremechanismofPCMsinducedbyelectricaloperationandmanufactureprocesses,focusingontheissuesofelectro-migration,thermodynamiceffects,phasechangestressandthermalstress,voltagepolarity,crystallizationinducedse
6、gregation,concentrationdistribution,heatermaterials,andthemanufactureprocess.Keywordsphasechangememory,failuremechanism,electro-migration,stress,manufactureprocess*中国科学院战略性先导科技专项(批准号：XDA09020402)，国家集成电路重大专项(批准号：2009ZX02023-003)，国家自然科学基金(批准号：61401444)资助项目·47卷(2018年)3期·153·物理学和高新技术1引
7、言和归纳了电性操作和工艺制程所导致的相变存储器的失效模型和失效机理。如今计算机系统的性能越来越依赖存储系统的特性。众所周知，存储器的架构主要包含静态2相变存储器存储机理和失效模型随机存储器(SRAM)、动态随机存储器(DRAM)和闪存(NANDFLASH)这些主流的存储器，分别作2.1相变存储器的存储机理为存储系统架构的缓存、内存和硬盘。存储系统向上往缓存的方向，其写、读的功耗低且寿命更图1为一个典型的相变存储器核心存储单元[2]长；向下往硬盘存储的方向，其存储容量越来越的结构示意图和相变单元操作原理，相变存储大。对于新兴存储器来说，这是一个极好的机会器的工
8、作原理是利用相变材料在焦耳热的作用下来填补缓存和硬盘
