【摘 要】
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相变存储器作为一种新型的非易失性存储器,具有存储密度大、操作速度快、数据保持时间长、抗辐射性能好等诸多显著的优点,被认为是最有可能取代Flash的下一代主流存储器。相变存储器在走向实际应用过程中,存在的最大问题,即编程电流过大,导致单元的功耗很大。所以,降低相变单元的编程电流就显得格外重要。目前,降低单元编程电流主要从两个方面考虑:一是从相变材料的角度考虑;二是从单元的界面热工程角度考虑。本文从界
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相变存储器作为一种新型的非易失性存储器,具有存储密度大、操作速度快、数据保持时间长、抗辐射性能好等诸多显著的优点,被认为是最有可能取代Flash的下一代主流存储器。相变存储器在走向实际应用过程中,存在的最大问题,即编程电流过大,导致单元的功耗很大。所以,降低相变单元的编程电流就显得格外重要。目前,降低单元编程电流主要从两个方面考虑:一是从相变材料的角度考虑;二是从单元的界面热工程角度考虑。本文从界面热工程的角度出发,将单层Mo S2放置在下电极和功能层之间,限制功能层热量向下电极的流动,提高单元中产生的热量的利用效率,来改善单元的电学性能。本文首先制备出了含单层Mo S2的相变存储单元,Mo S2放置在下电极（Pt）与功能层（Ge2Sb2Te5）之间,单元的制备基于传统的T型结构相变存储单元制备工艺,主要运用光刻、溅射、剥离等技术手段,Mo S2的刻蚀使用国产RIE,通过这些手段,我们制备了特征尺寸为5μm的含单层Mo S2相变存储单元。与传统的不含单层Mo S2相变存储单元作对比,阈值电压从3.26V降低到1.37V,减小58%;RESET电压从2.0V降低到1.3V,减小35%。单元的功耗明显降低,证明了Mo S2在界面热工程中的作用。加入一层Mo S2后,器件操作电压明显降低,我们推测两个可能的原因:一是Mo S2作为界面热阻,限制了热量向下电极的流动;二是Mo S2引入的电阻产生热量,对相变材料有加热的作用。为了排除第二种可能的原因,我们移动了Mo S2在单元中的位置,将Mo S2放在Ge2Sb2Te5（GST）之间,远离下电极,这样Mo S2将不再限制热量向下电极的流动,仅仅作为串联电阻产生热量,我们研究这种可能产生的影响,进行了ANSYS热学仿真。
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