基于编程电流/电压的相变存储器写驱动电路

相变存储器发生相变时各个单元存在差异性,为了改善其写入数据时的可靠性及芯片的成品率,设计了一种可分别用电流扣电压脉冲编程的写驱动电路.针对相变存储器SET过程的特性,写驱动电路可有选择地产生电流阶梯波或电压阶梯波.设计采用SMIC 130 nm CMOS标准工艺库.对相变存储单元进行了测试,结果表明,用电流梯度波写驱动电路替代传统单一脉高电流脉冲波写驱动电路,相变存储器的低阻分布更加集中,可提高实验芯片的成品率.     

相变存储器中驱动二极管之间串扰电流的分析与减小方法

由于二极管在单元尺寸上的优势,被认为是高密度相变存储器中驱动管的不二之选.如果制备二极管的工艺参数不恰当,则大的漏电流会影响PCRAM存储数据的准确性和长久的保持力.首先简要介绍了具有自主知识产权的相变存储器中驱动二极管阵列的制备方法,然后从载流子分布以及半导体器件角度,分析了驱动二极管之间串扰电流的产生原因,最后,依据工艺流程介绍了一种简单的方法来减小驱动二极管之间的串扰电流.依据SMIC的工艺进行TCAD仿真,结果表明此种方法能够在增大驱动电流的同时大大减小串扰电流.     

一种相变存储器读出电路及其快速读出方法

针对大规模相变存储器所具有的寄生电容大、可能出现读破坏现象等特性,提出了一种读电压模式的相变存储器读出电路及其快速读出方法。基于SMIC 40nm CMOS工艺的仿真结果表明,在2.5V电源电压下,该方法可以在90ns的读出周期内正确读出位线寄生电容为30pF的存储单元数据,同时,该读出周期随位线寄生电容的减小而减小。另外,该方法可以和传统的Burst等快速读出方式并存,非常适用于带数据预读机制的高端存储器技术。     

相变存储器驱动电路的设计与实现

介绍了一种新型的相变存储器驱动电路的基本原理,设计了一种依靠电流驱动的驱动电路,整体电路由带隙基准电压源电路、偏置电流产生电路、电流镜电路及控制电路组成.该结构用于16Kb以及1 Mb容量的相变存储器芯片的设计,并采用中芯国际集成电路制造(上海)有限公司的0.18μm标准CMOS工艺实现.该驱动电路通过Hspice仿真,表明带隙基准电压、偏置电流均具有较高的精度,取得了良好的仿真结果,在16 Kb相变存储器芯片测试中,进一步验证了以上仿真结果.     

基于相变存储器器件单元的电流脉冲测试系统

相变存储器单元的测试主要包括set、reset和read操作, 目前国内外多采用施加电压脉冲的方法对相变存储单元进行reset操作, 这不仅容易造成器件的损坏, 而且使得相变过程中瞬态电流的准确计算非常困难。与常规测试方法不同, 文章提出一种专门针对相变存储器的电流脉冲测试系统, 该系统可以提供准确可控的电流脉冲来对相变存储器器件单元进行操作。     

基于相变存储器器件单元的电流脉冲测试系统

相变存储器单元的测试主要包括set、reset和read操作,目前国内外多采用施加电压脉冲的方法对相变存储单元进行reset操作,这不仅容易造成器件的损坏,而且使得相变过程中瞬态电流的准确计算非常困难。与常规测试方法不同,文章提出一种专门针对相变存储器的电流脉冲测试系统,该系统可以提供准确可控的电流脉冲来对相变存储器器件单元进行操作。     

英特尔与恒忆公布突破性相变存储器技术研究成果

英特尔与恒忆（Numony）公司公布了一项突破性的相变存储器（PCM）研究成果,这种新的非易失性存储器技术结合了目前各种存储器的优势。研究人员首次展示了能够在单个硅片上堆叠或放置多个PCM阵列层的64Mb测试芯片。     

英特尔与恒忆公布突破性相变存储器技术研究成果

英特尔公司与恒忆近日公布了一项突破性的相变存储器（PCM）研究成果，这种新的非易失性存储器技术结合了目前各种存储器的优势。研究人员首次展示了能够在单个硅片上堆叠或放置多个PCM阵列层的64Mbyte测试芯片。     

操作电流对相变存储器单元疲劳特性的影响

基于中芯国际40 nm工艺制备的64 Mbit相变存储器,设计并进行了两组对比实验.分别使用不同幅值和脉宽的RESET电流脉冲对存储器单元进行疲劳操作,对相变存储器单元的疲劳性能与RESET操作电流的关系进行了研究.实验结果表明,存储单元的疲劳寿命和RESET脉冲幅值的平方呈反比关系,和脉冲宽度呈反比关系.在相变存储器的操作过程中,高阻态下的电阻值出现先减小后增大的漂移现象,这是因为操作电流会对相变材料组分产生影响,在相变材料层中会出现逐渐增大的孔洞,孔洞最终导致相变器件失效,与实验中高阻态阻值漂移现象相吻合,同时可以用来预测存储单元的疲劳寿命.     

Phase Change Memory lifetime enhancement via online data swapping

As DRAM technology is facing scalability limitations due to its excessive leakage power in nano-scale technologies, various non-volatile memory technologies have been emerged to replace it in memory hierarchy. Among these technologies, Phase Change Memory (PCM) is a promising technology for main memory due to its near-zero leakage power, higher density, non-volatility and soft error immunity. However, its major drawbacks, including high write energy and limited write endurance, have prevented its usage as a drop-in replacement of DRAM technology. In this paper, we propose a technique to swap data between memory lines with goal of reducing bit flips. The proposed swapping technique finds the best place to write a chunk of data among a limited set of lines to minimize number of bit flips. The proposed swapping operation works online i.e, does not require any data profiling. Moreover, it does not require major modifications of existing solutions and works only by the addition of a proposed circuitry. It is remarkable that, this technique is additive to various other architectures aiming at PCM lifetime enhancement. Experimental results carried out on a quad core CMP system show that the proposed technique prolongs PCM main memory lifetime by 48% which is achieved at the price of 1% and 2% overhead in read and write latencies respectively.     

Phase change materials and their application to random access memory technology

Phase change materials can exist in two different phases, the amorphous and the crystalline phase, which exhibit distinctly different physical properties. It is possible to repeatedly switch the state of these materials, from the amorphous phase to the crystalline phase by heating the material above its crystallization temperature, and from the crystalline to the amorphous phase by melt-quenching. Phase change materials have been utilized very successfully in all modern optical re-writable storage media such as CDs, DVDs and Blu-ray disks. Recently, they have also been applied to solid-state memory devices where their large difference in electrical resistivity is used to store information. This paper reviews the unique properties of phase change materials in particular as they are important for their application to these devices.     

一种1kb相变存储芯片的设计

以中科院上海微系统与信息技术研究所自主研发的相变存储器工艺为基础,开发了一款容量为1 kb、可应用于射频标签(RFID)的嵌入式相变存储芯片.该芯片以1T1R为基本单元结构,采用箝位读出方式以及电流镜式写驱动电路,成功实现了相变存储器的读写功能.测试结果显示,该芯片可重复擦写次数达到107次,在80℃条件下数据保持力达...     

基于雪崩晶体管的脉冲半导体激光电源的设计

介绍了一种基于时间延迟和雪崩晶体管的纳秒级窄脉冲半导体激光器电源,该电源主要由脉冲发生电路、雪崩电路组成。实践证明,该电源可以作为一种简单的纳秒脉冲产生装置,产生脉宽〈30ns、峰值为1A的电流脉冲,用于驱动普通半导体激光器。     

基于相变存储器的SD卡系统设计

基于中科院上海微系统研究所自主研发的相变存储器芯片,设计并实现了国内首个以相变存储器为存储介质的SD卡系统.本系统由多接口SoC芯片、6.375 Mbits相变存储器芯片以及外围控制电路等构成.系统通过SD/MMC接口与上位机进行数据通信,并使用FAT文件系统进行管理.该SD卡系统容量为256 kb,读取速度为2Mb/s,写入速度为0.5Mb/s.