大家好，這里是老上光顯微鏡知識(shí)課堂，在這里你可以學(xué)到所有關(guān)于顯微鏡知識(shí)，好的，請(qǐng)看下面文章： TechInsights最近拆卸了英特爾的Optane內(nèi)存，并以穿透式電子顯微鏡圖像（TEM）的形式發(fā)布了拆卸分析結(jié)果（圖1）。圖1：TEM圖展示了英特爾OPTANE與TEM的拆卸分析。
    
     特別令人感興趣的是基于鍺銻碲(GST)的存儲(chǔ)元件結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。它使用20納米(nm)技術(shù)，縱橫比為2:1，這表明厚度約40nm，寬度約20nm。
    
     從圖1的圖解可以看出，記憶材料兩端有阻擋層或界面層密封，其厚度估計(jì)小于4nm。然而，界面層充當(dāng)化學(xué)反應(yīng)合金阻擋層，還用作加熱選擇。騎。
    
     根據(jù)TechInsights發(fā)布的圖片，它假定活性記憶材料處于結(jié)晶或?qū)щ姞顟B(tài)。事實(shí)上，較小的晶體確實(shí)存在于下部晶體塊中，但不存在于上部晶體塊中。這可能是由于大塊的自然形成。在存儲(chǔ)器堆棧的上部嚴(yán)格執(zhí)行處理步驟期間，er微晶。圖2：排除幾種形成對(duì)稱PCM的可能性
    
     如圖2中的相變存儲(chǔ)器(PCM)所示，如果可以從SET狀態(tài)獲得晶體材料的較大形核位置，則可以實(shí)現(xiàn)較快的寫入時(shí)間(SET)。ach Optane存儲(chǔ)單元由閾值開關(guān)、存儲(chǔ)器隔離元件和存儲(chǔ)器本身組成。加熱器電極的討論。
    
     其中一個(gè)預(yù)測(cè)在圖2中示出。兩個(gè)界面阻擋層(黑色部分)是高導(dǎo)電材料，主要用于防止PCM材料和電極結(jié)構(gòu)的其他部分之間的任何化學(xué)相互作用，并且對(duì)于幫助建立對(duì)稱的熱結(jié)構(gòu)同樣重要。
    
     在這種情況下，RESET狀態(tài)將從中心熔點(diǎn)擴(kuò)展到熔融結(jié)晶材料。RESET脈沖未完成，但必須終止以在高電阻率的非晶材料的兩個(gè)電極之間的勢(shì)壘層中留下核。TE操作，晶體生長(zhǎng)將同時(shí)發(fā)生在兩個(gè)核上，如圖2左側(cè)所示。
    
     也許更有趣的是，對(duì)于孿晶可能有不同的生長(zhǎng)選擇，如圖2b所示，并且如果界面阻擋層由高電阻率的加熱材料形成，則這種情況更有可能發(fā)生，在這種情況下，RESET熔點(diǎn)將首先形成并延伸f。ROM兩端的結(jié)構(gòu)以中心為中心。
    
     如果可以可靠地終止這個(gè)RESET過程，結(jié)晶材料的中心區(qū)域就變成現(xiàn)成的雙向結(jié)晶成核位點(diǎn)，在這種情況下，SET期間的結(jié)晶鍵將從核的兩側(cè)向每個(gè)電極延伸，直到整個(gè)過程為c完成的。
    
     孿晶生長(zhǎng)選項(xiàng)的優(yōu)點(diǎn)是，與從電極界面在單個(gè)形核位置結(jié)晶相同體積相比，完成大塊結(jié)晶只需要一半的時(shí)間，并為高深寬比模塊提供閾值電壓。單個(gè)核的噪聲也可能在RESET狀態(tài)中留下更多的存儲(chǔ)材料。SET狀態(tài)是寫入過程越長(zhǎng)，任何方法的增益，例如2次，都非常重要。
    
     選擇阻擋層/加熱器的電極電阻將決定在兩個(gè)或單個(gè)中心熱點(diǎn)之間的選擇。此外，由于存在矩陣隔離閾值開關(guān)或來自堆棧存儲(chǔ)單元的熱串?dāng)_而引起的任何熱偏置必須被添加。
    
     當(dāng)生長(zhǎng)晶體界面保持在更大晶體生長(zhǎng)速度的溫度下時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最快的寫入時(shí)間(SET)。這就要求大多數(shù)非晶硅材料處于熔化狀態(tài)。
    
     使用較高的生長(zhǎng)晶體界面溫度并保持其接近熔化溫度等同于將所有電遷移和相關(guān)組分分離問題應(yīng)用于RESET脈沖。問題是熔點(diǎn)越大，與電遷移相關(guān)的問題就越多。元素分離。
    
     如果寫入時(shí)間較長(zhǎng)，可以通過降低界面溫度來減緩生長(zhǎng)速度。這允許在(SET)期間較小的熔點(diǎn)，并且最小化任何電遷移和組分分離。一些人甚至認(rèn)為可以完全避免熔融材料的存在。在這方面，純電子開關(guān)機(jī)制將是非常有幫助的。
    
     這個(gè)論點(diǎn)的進(jìn)一步擴(kuò)展意味著，在相同的溫度下寫入時(shí)間可能比常規(guī)單核器件（圖2中所示的具有固定厚度的任何對(duì)稱器件）更短。OtStand和更低的界面溫度。此外，可能有熱耗散的好處。
    
     寫入時(shí)間的估計(jì)有時(shí)基于所能得到的GST的更大生長(zhǎng)速率。對(duì)于GST，在750K時(shí)可以觀察到0.55m/s的更大生長(zhǎng)速率。對(duì)于40nm結(jié)構(gòu)，理論上是72ns(NS)(SET)時(shí)間。在700K界面溫度，SET時(shí)間。上升到133ns，而500K快速上升到4ms（MS）。雙熱點(diǎn)或雙向端點(diǎn)可以縮短一半的時(shí)間。此外，還必須考慮從矩陣的IO芯片驅(qū)動(dòng)器解碼器部分訪問的時(shí)間。
    
     中心核，或者每個(gè)電極的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的核，對(duì)于保持高溫?cái)?shù)據(jù)沒有幫助。如果數(shù)據(jù)保持失效開始于核生長(zhǎng)的晶體鍵或滲透路徑，則兩種情況之間的距離將減半?；蛘?，更簡(jiǎn)單地說，更快速寫入（SET）的雙結(jié)構(gòu)增益傾向于影響升溫溫度數(shù)據(jù)保持性能——因此這可能適合于相對(duì)較短的數(shù)據(jù)保持時(shí)間，并且Optane的實(shí)際數(shù)據(jù)保持時(shí)間等效于NADN和Intel的1000次索賠。
    
     對(duì)稱的光子存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的第三種可能性是，它實(shí)際上不需要大的核和RESET，包括將一部分微晶均勻地分布在整個(gè)存儲(chǔ)器材料上作為多晶核。每個(gè)微晶周圍只需要非常少量的結(jié)晶，這可能導(dǎo)致導(dǎo)電顆粒之間的電極橋接和數(shù)據(jù)保留失敗。
    
     一個(gè)重要的問題是，如果存在一個(gè)加熱電極，它可能是圖1（b）中的一個(gè)綠色塊，或者它可能是一個(gè)閾值開關(guān)電極/阻擋層。這意味著加熱器可以在存儲(chǔ)器和閾值開關(guān)中起作用。當(dāng)TESIGSIMS或英特爾提供更多關(guān)于存儲(chǔ)器墊的數(shù)據(jù)時(shí)。Lead的重置狀態(tài)，它們可以回答各種猜測(cè)。
    
     雖然我對(duì)雙結(jié)晶的熱對(duì)稱模型的猜測(cè)可能是正確的，也可能是不正確的，但是作為Optane解決方案的一部分，還需要進(jìn)一步的研究。特別是因?yàn)樗峁┝艘环N使更大寫入時(shí)間（SET）加倍的方法，并且平衡了寫入時(shí)間的功率。它可以被看作是未來的研究方法。圖4：PCM生命周期
    
     由于3D堆棧存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中的緊密耦合，存儲(chǔ)器組件不具有施加在芯片和加熱器上的不對(duì)稱性，因此PCM的雙重結(jié)晶現(xiàn)在成為可能。
    
     一般來說，在存儲(chǔ)器解決方案中，加熱元件可以解決三個(gè)問題：，薄膜邊緣可以用作底部電極，并且可以在可用的時(shí)間實(shí)現(xiàn)陰影的階梯；活性物質(zhì)必須以結(jié)晶狀態(tài)沉積。
    
     第三，避免原始（或初始啟動(dòng)）閾值電壓與正常操作不一致的問題。這些步驟導(dǎo)致更多的圓頂或蘑菇結(jié)構(gòu)，具有更多的晶體生長(zhǎng)界面。對(duì)于較大面積的微型PCM，克服depos問題的方法。結(jié)晶態(tài)材料是應(yīng)用RESET脈沖脈沖脈沖，在初始測(cè)試時(shí)，該脈沖可以逐漸使結(jié)晶材料恢復(fù)到非晶態(tài)。顯然，這不適用于非常大的陣列，但當(dāng)時(shí)自然地集成到測(cè)試預(yù)算中，并成為ri的一部分。具有重要戰(zhàn)略應(yīng)用的GORATE測(cè)試協(xié)議。
    
     隨著微光刻技術(shù)繼續(xù)收縮，過去的圓頂結(jié)構(gòu)實(shí)際上已經(jīng)消失，取而代之的是緊密封裝的垂直鉆孔PCM結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在可以在沒有加熱體的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
    
     先進(jìn)的光刻、封裝和計(jì)算機(jī)架構(gòu)的令人印象深刻的夢(mèng)想并非故事的結(jié)束。無論存儲(chǔ)器技術(shù)如何發(fā)展，每個(gè)存儲(chǔ)器單元的核心將決定Optane在一些利基應(yīng)用中的未來。
    
     當(dāng)TechInsights或Intel提供關(guān)于Optane內(nèi)存材料的RESET狀態(tài)的更多數(shù)據(jù)時(shí)，預(yù)測(cè)和討論將變得更加清晰。
    
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