PCM是什么

作者：蔣雅嫻時(shí)間：2015-05-02 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

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　　導(dǎo)讀：PCM是什么?其實(shí)就是變相存儲(chǔ)，初次聽(tīng)到"相變"這個(gè)詞,很多讀者朋友會(huì)感到比較陌生吧，想了解更多姿勢(shì)的朋友們快來(lái)看看吧。

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/273476.htm

1.PCM是什么--簡(jiǎn)介

　　PCM是Phase Change Memory的簡(jiǎn)稱(chēng)，中文名稱(chēng)為相變存儲(chǔ)器，它利用硫族化合物在晶態(tài)和非晶態(tài)巨大的導(dǎo)電性差異來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。PCM是一種非易失存儲(chǔ)設(shè)備，它利用材料的可逆轉(zhuǎn)的相變來(lái)存儲(chǔ)信息。同一物質(zhì)可以在諸如固體、液體、氣體、冷凝物和等離子體等狀態(tài)下存在，這些狀態(tài)都稱(chēng)為相。相變存儲(chǔ)器便是利用特殊材料在不同相間的電阻差異進(jìn)行工作的。

2.PCM是什么--基本構(gòu)成

　　相變存儲(chǔ)器是一種新興的非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器技術(shù)。它可能在將來(lái)代替閃存，因?yàn)樗粌H比閃存速度快得多，更容易縮小到較小尺寸，而且復(fù)原性更好，能夠?qū)崿F(xiàn)一億次以上的擦寫(xiě)次數(shù)。相變存儲(chǔ)器主要是由頂部電極、晶態(tài)GST、α/晶態(tài)GST[4]、熱絕緣體、電阻(加熱器)、底部電極組成的。

3.PCM是什么--原理

　　下圖的原理圖給出了一種典型GST PCM器件的結(jié)構(gòu)。一個(gè)電阻連接在GST層的下方。加熱/熔化過(guò)程只影響該電阻頂端周?chē)囊恍∑瑓^(qū)域。擦除/RESET脈沖施加高電阻即邏輯0，在器件上形成一片非晶層區(qū)域。SET脈沖用于置邏輯1，使非晶層再結(jié)晶回到結(jié)晶態(tài)。晶態(tài)是一種低能態(tài);因此，當(dāng)對(duì)非晶態(tài)下的材料加熱，溫度接近結(jié)晶溫度時(shí)，它就會(huì)自然地轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)。

　　在非晶態(tài)下，GST材料具有短距離的原子能級(jí)和較低的自由電子密度，使得其具有較高的電阻率。由于這種狀態(tài)通常出現(xiàn)在RESET操作之后，我們一般稱(chēng)其為RESET狀態(tài)，在RESET操作中DUT的溫度上升到略高于熔點(diǎn)溫度，然后突然對(duì)GST淬火將其冷卻。

　　在晶態(tài)下，GST材料具有長(zhǎng)距離的原子能級(jí)和較高的自由電子密度，從而具有較低的電阻率。一般稱(chēng)其為SET狀態(tài)，在SET操作中，材料的溫度上升高于再結(jié)晶溫度但是低于熔點(diǎn)溫度，然后緩慢冷卻使得晶粒形成整層。晶態(tài)的電阻范圍通常從1千歐到10千歐。

4.PCM是什么--測(cè)量技術(shù)

　　變相存儲(chǔ)器由于具有能耗低、讀寫(xiě)速度快及儲(chǔ)存密度高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有希望替代閃存的下一代非揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)，近些年已經(jīng)成為國(guó)際上關(guān)注的熱點(diǎn)。變相存儲(chǔ)駐澳有兩項(xiàng)測(cè)量技術(shù)：

　　1.相變存儲(chǔ)器(PCM)器件進(jìn)行特征分析的脈沖需求

　　我們必須仔細(xì)選擇所用RESET和SET脈沖的電壓和電流大小，以產(chǎn)生所需的熔化和再結(jié)晶過(guò)程。RESET脈沖應(yīng)該將溫度上升到恰好高于熔點(diǎn)，然后使材料迅速冷卻形成非晶態(tài)。SET脈沖應(yīng)該將溫度上升到恰好高于再結(jié)晶溫度但是低于熔點(diǎn)，然后通過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間冷卻它;因此，SET脈沖的脈寬和下降時(shí)間應(yīng)該比RESET脈沖長(zhǎng)。

　　2、標(biāo)準(zhǔn)的R負(fù)載測(cè)量技術(shù)

　　在標(biāo)準(zhǔn)R負(fù)載測(cè)量技術(shù)中，一個(gè)電阻與DUT串聯(lián)，通過(guò)測(cè)量負(fù)載電阻上的電壓就可以測(cè)出流過(guò)DUT的電流。采用有源、高阻抗探針和示波器記錄負(fù)載電阻上的電壓。流過(guò)DUT的電流等于施加的電壓減去器件上的電壓，再除以負(fù)載電阻。負(fù)載電阻的大小范圍通常從1千歐到3千歐。