Технические характеристики ячеек фазовой памяти

Для многих практических применений важен такой параметр как скорость работы устройства. В этом PCM на несколько порядков превосходит флэш-память и приближается к оперативной памяти типа DRAM (Dynamic Random Access Memory) Скорость работы PCM определяется в первую очередь длительностью импульса записи.

Важным параметром памяти является количество циклов перезаписи В работе [23] показано, что долговечность ячейки обратно пропорциональна длительности импульса стирания, поскольку выделяющаяся энергия разрушает интерфейс между пленкой ХСП и электродом. Сегодня долговечность коммерческих элементов памяти достигает IO⁸ циклов перезаписи. Более высоких результатов удается добиться на отдельных ячейках памяти, в работе [10] показано, что ячейка может стабильно работать более IO¹⁰циклов при длительности импульса стирания, равной 10 нс, а в [23] удалось достичь IO¹¹циклов перезаписи. Полученная в ходе данной работы ячейка памяти будет выдерживать IO¹² циклов перезаписи.

На данный момент значительные усилия направлены на улучшение характеристик ячеек памяти, в первую очередь за счет выбора оптимальной геометрии ячейки и состава ХСП. Наиболее простая ячейка памяти состоит из слоя ХСП и узкого нижнего электрода, который в английской литературе называется нагревателем. На верхнюю часть пленки наносят металлический электрод, который эффективно отводит тепло, выделяющееся при протекании тока через ячейку. Снизу пленки ХСП находится диэлектрик с низкой теплопроводностью, поэтому в процессе записи максимальный нагрев и кристаллизация происходят вблизи границы пленки с нижним электродом. Однако при такой геометрии ячейки значительная часть выделяющегося джоулева тепла уходит на разогрев электрода, поэтому в работе [25] была предложена ячейка с тонким столбиком ХСП (pore-like cell). В такой ячейке максимальный нагрев достигается внутри столбика, что позволяет уменьшить мощность стирающего импульса вдвое. Интересные результаты получены на ячейках с кольцевым нижним электродом [24,26].

Поскольку толщина электрода может достигать нескольких нанометров, площадь контакта может быть сделана значительно меньше, чем в обычной ячейке. Это позволяет существенно уменьшить ток записывающего импульса [24]

1.6.