Запоминающая ячейка. PCM cell. Рисунок 1 конструкция РСМ элемента

Рисунок 1 конструкция РСМ элемента

На рисунке 1 показана конструкция PCM элемента, управляемого биполярным транзистором. Использование биполярных транзисторов в первых элементах было обусловлено сравнительно большим током плавления кристаллических элементов. В дальнейшем некоторое снижение токов записи позволило заменить биполярный транзистор МОП транзистором. При этом основные элементы конструкции остались неизменными.

Как видно из рисунка ток записи поступает в область GST через специальный электрод - нагреватель (heater). Использование подогревателя при записи 0 позволяет расплавить и перевести в аморфное состояние только небольшую, примыкающую к электроду область (красный цвет). пленки GST? находящейся в поликристаллическом состоянии (желтый цвет). Выделяющееся при перезаписи тепло распространяется по структуре подогревая соседние элементы (стрелка Thermak Cross-talk). Тепловая связь является одним из факторов влияющих на расстояние между PCM элементами и соответственно снижающим степень интеграции PRAM. В качества изолятора между элементами используется SiO2, с низкой теплопроводностью. Низкая теплопроводность изолятора позволяет с одной стороны уменьшить тепловую связь между элементами, с другой стороны позволяет поднять температуру подогревателя, что способствует снижению тока стирания (setting current).
Рисунок 2 демонстрирует зависимость размеров области плавления (красный цвет) от тока через элемент. Представленные диаграммы получены в результате теплового моделирования элемента. При этом было показано, что минимальное, определяемое тепловой связью, расстояние между элементами может быть равно примерно двум диаметром активной области запоминания.