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第1章 绪论1

1.1 半导体存储器简介1

1.2 相变存储器综述6

1.3 相变存储器研究现状9

1.3.1 相变存储器材料研究9

1.3.2 相变存储器结构研究11

1.3.3 相变存储器选通器件研究14

1.3.4 相变存储器芯片研究19

参考文献21

第2章 新型相变材料与工程化25

2.1 AlxSb2Te3相变材料25

2.1.1 AlxSb2Te3材料的制备和表征25

2.1.2 AlxSb2Te3器件的制备和表征28

2.2 AlxSb3Te相变材料29

2.2.1 AlxSb3Te材料的制备和表征29

2.2.2 AlxSb3Te器件的制备和表征34

2.3 Al2Te3-Sb2Te3体系相变材料35

2.3.1 A12Te3,Sb2Te3和A12Sb2Te6材料的制备和表征36

2.3.2 A12Te3,Sb2Te3和A12Sb2Te6器件的制备和表征38

2.4 快速TiSbTe相变材料39

2.4.1 TiSbTe材料的制备与表征40

2.4.2 TiSbTe器件的制备与表征43

2.5 Si2Sb2Tex系列相变材料44

2.6 SiSbTe相变材料的工程化50

2.6.1 SiSbTe材料的制备与表征51

2.6.2 SiSbTe器件的制备和表征59

参考文献61

第3章 相变材料结构与相变机理66

3.1 硅掺杂Sb2Te3相变材料第一性原理计算66

3.1.1 SixSb2Te3相变材料的第一性原理计算66

3.1.2 Si3Sb2Te3相变材料的分子动力学模拟69

3.2 低浓度铝掺杂Sb2Te3相变材料的从头算研究73

3.2.1 铝掺杂锑碲相变材料的特点74

3.2.2 铝掺杂锑碲相变材料的第一性原理计算研究74

3.2.3 Al-Sb2Te3相变材料的分子动力学模拟与结果讨论79

3.3 微观结构与相变行为研究84

3.3.1 研究方法85

3.3.2 相变存储材料Ge2Sb2Te589

3.3.3 相变存储材料Si2Sb2Te592

参考文献101

第4章 二极管阵列器件及其高密度相变存储器105

4.1 双沟道外延二极管阵列器件设计105

4.1.1 相变存储器工作原理106

4.1.2 二极管阵列器件设计106

4.1.3 二极管阵列器件性能分析109

4.2 二极管阵列器件及相变存储器芯片113

4.2.1 双沟道外延二极管阵列器件114

4.2.2 二极管选通的相变存储器阵列单元123

4.2.3 二极管选通的相变存储器芯片125

参考文献130

第5章 相变存储器芯片设计132

5.1 相变存储器芯片的系统框架132

5.2 相变存储单元及阵列设计133

5.3 控制逻辑设计135

5.4 译码电路136

5.5 输入输出电路139

5.6 写模块电路140

5.7 电流脉冲宽度可调电路146

5.8 带隙基准电路149

5.9 读出电路153

5.10 预读校验写入算法155

5.11 PCRAM芯片测试结果158

参考文献162

第6章 相变存储器测试与应用163

6.1 相变存储器的测试概述163

6.2 相变材料测试163

6.3 相变存储器件测试164

6.3.1 测试系统的软硬件条件164

6.3.2 相变存储器初始化操作165

6.3.3 非累积性擦操作测试方法167

6.4 分立相变器件的标准测试流程170

6.4.1 分立相变器件的标准测试流程170

6.4.2 基于标准化自动测试流程的数据分析算法171

6.5 相变存储阵列及存储芯片测试173

6.5.1 芯片级测试系统硬件简介174

6.5.2 小容量相变存储阵列的电流驱动方法177

6.5.3 基于1Kb的相变存储阵列测试系统179

6.6 兆位级相变存储器芯片测试方法研究188

6.7 相变存储器的应用192

参考文献198

索引200