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相变存储器(PCM/PRAM)与奥沃尼克阈值开关(OTS)选通器件的单片TCAD仿真

介观与纳米尺度物理 2022-11-14 v1 材料科学 应用物理

摘要

由于相变存储器(PCM)器件商业化兴趣的日益增长,已开发出多种TCAD模型用于其仿真。这些模型将相变材料的熔化、非晶化与结晶,以及其电导对电场和温度的极端依赖,表述为一组自洽求解的热电与相场偏微分方程。然而,此类模型能够匹配实际实验结果的演示十分少见。此外,此类PCM器件还需要一个所谓的选通器件——例如奥沃尼克阈值开关(OTS)器件——串联以实现正确的存储器操作。尽管如此,在单一仿真中对PCM与OTS选通器件进行单片仿真在文献中基本缺失,尽管其在材料与设计空间探索方面具有潜在价值。本工作的目标是:首先针对实验数据对孤立的PCM器件进行表征,随后演示孤立仿真OTS器件的定性行为,最后在商用TCAD求解器GTS Framework的范围内对PCM+OTS器件进行单一单片仿真。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.06084,
  title  = {Monolithic TCAD Simulation of Phase-Change Memory (PCM/PRAM) + Ovonic Threshold Switch (OTS) Selector Device},
  author = {M. Thesberg and Z. Stanojevic and O. Baumgartner and C. Kernstock and D. Leonelli and M. Barci and X. Wang and X. Zhou and H. Jiao and G. L. Donadio and D. Garbin and T. Witters and S. Kundu and H. Hody and R. Delhougne and G. Kar and M. Karner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06084},
  year   = {2022}
}