相变存储器的基础理论.ppt

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1、Ovshinsky效应S．R．Ovshinsky在1969年发现硫系化合物的晶态和非晶态可呈现出不同的光学特性和电学特性，并且可以进行快速可逆的转变，利用此特性可以存储数据Ovshinsky光学效应：相变光盘如，CD、DVD-RAM等Ovshinsky光学效应：相变存储器忆阻器1971年，美国加州大学伯克利分校教授蔡少棠语言了忆阻器的存在。一种有记忆功能的非线性电阻。通过控制电流的变化可以改变其阻值，如果，把高阻定义为“1”，低阻值定义为“0”，则这种电阻可以实现数据的存储功能忆阻器最简单的应用是非易失性存储器，也就是在断电后仍然能够保存数据

2、的存储器。目前，电脑广泛使用动态随机存储器作为内存。这种技术最大问题是，当用户关闭PC电源时，内存中的数据就消失了，下次打开计算机电源，用户必须等所有需要运行的数据全部从硬盘重新装入内存，这个过程有时长达几分钟。有了非易失性存储器，PC会在开机的一瞬间回到关闭前的状态。晶态(低阻)和非晶态(高阻)，分别对应着逻辑数值“1”和“0”，利用电脉冲可以使材料在晶态与非晶态之间相互转换实现信息的写入与擦除，然后通过流经器件电流的大小来识别数据存储状态相变工作原理相变材料：硫系化合物目前使用最多的相变存储材料为硫系半导体化合物，如GeSbTe，GeTe

3、，GeSb，AsSbTe，AglnSbTe和AulnTe等。Ge2Sb2Te5(GST)是目前相变存储器研究中最为成熟的材料，其非晶态和晶态很稳定，无需能量的供给即可保持存储信息，从而可以应用于非易失性存储器。相变存储原理Ovshinsky的多值设想相变电阻可以编写为多种介于完全非晶态和完全多晶态之间的状态，且这些状态下的阻值同样也介于完全非晶态的高阻值和完全多晶态的低阻值之间，如下图所示。若能够利用相变电阻的多值编写能力而实现单元内多值(即多态)存储，则实现较高的存储密度将成为可能。多值存储方法通过不同强度的编程脉冲来改变同一层相变材料的相

4、变程度，进而构建多重电阻值。2：高阻介质层3：非晶相变材料