CAMELS (Memorie a calcogenuro per immagazzinamento multilivello)
Ricerca UE FP6
Ruolo DEIB: Partecipante
Data inizio: 01/09/2005
Durata: 36 mesi
Sommario
Le memorie a cambiamento di fase (Phase Change Memories - PCM) basate su materiali calcogenuri sono considerate il più promettente candidato a rimpiazzare le memorie Flash oltre il nodo tecnologico a 45nm. Tuttavia per mantenere l’attuale tasso di crescita delle memorie a stato solido in termini di densità di integrazione e per supportare nuove applicazioni a largo impiego di memoria, è necessario individuare strategie per incrementare il numero di bit immagazzinati simultaneamente nella singola cella PCM.
Il progetto si propone di dimostrare la fattibilità di una memorizzazione multi-livello nelle memorie PCM, definendo nel contempo le proprietà di materiale, le architetture di cella e le condizioni di programmazione ottimali a questo scopo. Il progetto ha avuto inizio nel luglio del 2005. L’attività attualmente in corso comprende sia la caratterizzazione sperimentale che la modellistica numerica tramite simulatori di dispositivo di memorie PCM, per valutare la possibilità di una memorizzazione multi-bit.
Il progetto si propone di dimostrare la fattibilità di una memorizzazione multi-livello nelle memorie PCM, definendo nel contempo le proprietà di materiale, le architetture di cella e le condizioni di programmazione ottimali a questo scopo. Il progetto ha avuto inizio nel luglio del 2005. L’attività attualmente in corso comprende sia la caratterizzazione sperimentale che la modellistica numerica tramite simulatori di dispositivo di memorie PCM, per valutare la possibilità di una memorizzazione multi-bit.
Risultati del progetto ed eventuali pubblicazioni scientifiche/brevetti
L’attività sperimentale si e’ finora concentrata sulla caratterizzazione dell’affidabilità di celle di memoria standard (materiale Ge2Sb2Te5), per chiarire le proprietà di ritenzione dei livelli programmati in funzione dello stato iniziale. Lo scopo e’ di definire la posizione e la modalita’ di programmazione della cella multilivello per massimizzare l’affidabilità.
I risultati indicano che l’affidabilità e’ limitata da due meccanismi fisici con caratteristiche opposte: il drift, vale a dire il rilassamento strutturale del materiale nella fase amorfa che porta ad un aumento della resistenza, e la cristallizzazione, che porta ad una diminuzione di resistenza.
L’attività modellistica ha investigato l’ottimizzazione della cella in termini di geometria e materiale allo scopo di minimizzare la corrente di programmazione e conseguentemente le dimensioni complessive della cella. I risultati indicano l’esistenza di una geometria ottimale che minimizza la corrente di programmazione, a fissata resistenza dello stato di set. E’ stato condotto uno studio di sensibilità del valore di corrente al variare delle proprietà del materiale, in termini di conducibilità elettrica e termica.
I risultati indicano che l’affidabilità e’ limitata da due meccanismi fisici con caratteristiche opposte: il drift, vale a dire il rilassamento strutturale del materiale nella fase amorfa che porta ad un aumento della resistenza, e la cristallizzazione, che porta ad una diminuzione di resistenza.
L’attività modellistica ha investigato l’ottimizzazione della cella in termini di geometria e materiale allo scopo di minimizzare la corrente di programmazione e conseguentemente le dimensioni complessive della cella. I risultati indicano l’esistenza di una geometria ottimale che minimizza la corrente di programmazione, a fissata resistenza dello stato di set. E’ stato condotto uno studio di sensibilità del valore di corrente al variare delle proprietà del materiale, in termini di conducibilità elettrica e termica.
