Three-Dimensional Simulations of RESET Operation in Phase-Change Random Access Memory with Blade-Type Like Phase Change Layer by Finite Element Modeling

2016 ◽  
Vol 33 (9) ◽  
pp. 098502 ◽  
Author(s):  
Qiu-Xue Jin ◽  
Bo Liu ◽  
Yan Liu ◽  
Wei-Wei Wang ◽  
Heng Wang ◽  
...  
Keyword(s):  
Finite Element ◽  
Finite Element Modeling ◽  
Phase Change ◽  
Three Dimensional ◽  
Random Access ◽  
Random Access Memory ◽  
Access Memory ◽  
Element Modeling ◽  
Reset Operation ◽  
Three Dimensional Simulations

Simulation of SET process in Phase-Change Random Access Memory by Three-Dimension Finite Element Modeling

2019 ◽  
Vol 22 (1) ◽  
pp. 239-247
Author(s):  
Yuefeng Gong ◽  
Zhitang Song ◽  
Yun Ling ◽  
Bo Liu ◽  
Yan Liu ◽  
...  
Keyword(s):  
Finite Element ◽  
Finite Element Modeling ◽  
Phase Change ◽  
Random Access ◽  
Random Access Memory ◽  
Three Dimension ◽  
Access Memory ◽  
Element Modeling

Simulation-Based Comparison of Cell Design Concepts for Phase Change Random Access Memory

2007 ◽  
Vol 7 (1) ◽  
pp. 298-305 ◽  
Author(s):  
Dae-Hwang Kim ◽  
Florian Merget ◽  
Michael Först ◽  
Heinrich Kurz
Keyword(s):  
Phase Change ◽  
Three Dimensional ◽  
Random Access ◽  
Random Access Memory ◽  
Access Memory ◽  
Design Concepts ◽  
Reset Operation ◽  
Critical Issues ◽  
Dimensional Simulation ◽  
Lateral Cell

The RESET operation of different design concepts for phase change random access memory (PCRAM) cell is studied and compared using a three dimensional simulation model. This numerical algorithm comprises four interacting sub-models, which describe the electrical, thermal, phase change, and percolation dynamics in the PCRAM devices during the switching operation. The so-called vertical, confined, and lateral cell geometries are evaluated in terms of their current requirements for RESET operations, which is one of the most critical issues for an achievement of high integration densities. The advantages of the confined and lateral cell architecture as compared to the conventional vertical cell concept are explored, demonstrating their benefits of advanced thermal management and minimized current defined area. The simulation results agree well with experimental features of the RESET operation for the PCRAM design concepts studied.

THERMAL EXPANSION OF PHASE-CHANGE RANDOM ACCESS MEMORY CELLS

2008 ◽  
Vol 1072 ◽  
Author(s):  
Jianming Li ◽  
L.P. Shi ◽  
H.X. Yang ◽  
K.G. Lim ◽  
X.S. Miao ◽  
...  
Keyword(s):  
Thermal Stress ◽  
Phase Change ◽  
Electrical Power ◽  
Thermal Strain ◽  
Three Dimensional ◽  
Amorphous State ◽  
Random Access ◽  
Random Access Memory ◽  
Access Memory ◽  
Three Dimensional Finite Element

ABSTRACTThree-dimensional finite element method (FEM) is used to solve the thermal strain-stress fields of phase-change random access memory (PCRAM) cells. Simulation results show that thermal stress concentrates at the interfaces between electrodes and phase change layer and it is significantly larger than that within the phase change layer. It has been found that the peak thermal stress is linearly related to the voltage of electrical pulse in the reset process but once amorphous state is produced in the cell, a nonlinear relationship between thermal stress and electrical power exists. This paper reported the change of thermal stress during set process. It was found that the stress decreases significantly due to the amorphous active region during set processes.

3-D Finite Element Simulation of a Phase-change Random Access Memory Cell with a Self-insulated Structure

2008 ◽  
Vol 1108 ◽  
Author(s):  
Ke Sun ◽  
Wen Feng ◽  
Jae Young Lee ◽  
Biyun Li ◽  
Ya-Hong Xie
Keyword(s):  
Finite Element ◽  
Phase Change ◽  
Finite Element Simulation ◽  
Thermal Efficiency ◽  
Proximity Effect ◽  
Random Access ◽  
Memory Cell ◽  
Random Access Memory ◽  
Access Memory ◽  
Element Simulation

AbstractIn this paper, we proposed a phase-change random access memory (PCRAM) cell with a self-insulated structure (SIS), which is expected to have better thermal efficiency than the conventional structures. 3-D finite element simulation is used to study the most power consuming RESET process for both SIS and conventional normal bottom contact (NBC) cells driven by a MOSFET. Instead of programming current, power consumption is investigated to give a more fundamental comparison between the two structures. Thermal proximity effect for both kinds of cells is directly analyzed by simulating a 3×3 device array. The potential slow-quenching issue of SIS is also discussed.

scholarly journals Ανάλυση της διαδικασίας ανάγνωσης σε μίκρο-αισθητήρες τεχνολογίας υλικών αλλαγής φάσης και εκτίμηση κινηματικής κατάστασης

2019 ◽  
Author(s):  
Ηλίας Ζαχαρίας
Keyword(s):  
Finite Element Method ◽  
Finite Element ◽  
Phase Change ◽  
Phase Change Materials ◽  
Mechanical Systems ◽  
Random Access ◽  
Random Access Memory ◽  
Access Memory ◽  
Micro Electro Mechanical Systems ◽  
Element Method

Η εν λόγω διδακτορική διατριβή έχει ως αντικείμενο τη μελέτη και ανάλυση των διαδικασιών εγγραφής και ανάγνωσης πληροφορίας σε διατάξεις που κάνουν χρήση υλικών αλλαγής φάσης (Phase-Change Materials, PCM), μέσα από κατάλληλα μοντέλα προσομοίωσης και αξιοποίηση του σήματος ανάγνωσης που παράγεται από μίκρο-ηλεκτρομηχανικά συστήματα (Micro-electro-mechanical systems, MEMS), τα οποία βασίζονται σε τεχνικές μικροσκοπίας σάρωσης με ακίδα (probes) σε μικρή κλίμακα, για την εκτίμηση της κινηματικής κατάστασης του συστήματος αυτού. Συγκεκριμένα, στο πλαίσιο της μελέτης αυτής αναπτύσσονται ειδικά μοντέλα προσομοίωσης, τα οποία βασίζονται σε τεχνικές επίλυσης διαφορικών εξισώσεων με τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων (Finite Element Method, FEM) με σκοπό την ανάλυση των διαδικασιών SET και RESET, ενός στοιχείου αποθήκευσης ενός bit πληροφορίας μιας PC-RAM (Phase-Change Random Access Memory) μνήμης, καθώς επίσης και των διαδικασιών Εγγραφής/Ανάγνωσης (WRITE/READ) μικρο-ηλεκτρομηχανικών διατάξεων σάρωσης με ακίδα πάνω σε υλικά αλλαγής φάσης. Γίνεται επίσης, μια εκτενής μελέτη του σήματος ανάγνωσης (read-back signal) κατά τη διαδικασία σάρωσης ενός εγγεγραμμένου συμβόλου ή μιας ακολουθίας συμβόλων από ‘0’ και ‘1’ και αναλύεται η σχέση εξάρτησης του σήματος αυτού από την ταχύτητα σάρωσης, καθώς και ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να αξιοποιηθεί για την εκτίμηση της κίνησης αυτής. Για το σκοπό αυτό μοντελοποιείται ο βασικός παλμός ανάγνωσης ενός συμβόλου (bit), καθώς και το κανάλι ανάγνωσης σε σχέση με την ταχύτητα σάρωσης, κάνοντας χρήση τεχνικών επεξεργασίας σήματος αναδειγματοληψίας (resampling), αξιοποιώντας αρχιτεκτονικές φίλτρων Farrow. Ειδικότερα, προτείνεται μια καινοτόμος μέθοδος ανάλυσης και επεξεργασίας του σήματος ανάγνωσης που προκύπτει από μια μίκρο-ηλεκτρομηχανική διάταξη, η οποία φέρει μια προ-αποθηκευμένη (γνωστή) πληροφορία ακολουθίας συμβόλων ή κατάλληλων μοτίβων πάνω σε μια δισδιάστατη επιφάνεια μερικών νανο/μικρομέτρων, με σκοπό την εκτίμηση της κινηματικής κατάστασης (ταχύτητα, επιτάχυνση) της διάταξης και κατ’ επέκταση της συσκευής που φέρει μια τέτοιου τύπου διάταξη και η οποία μπορεί να υφίσταται επιταχύνσεις λόγω εξωτερικών διαταραχών.

scholarly journals Confined-Chalcogenide Phase Change Memory with Thin Metal Interlayer for Low Reset Current by Finite Element Modeling

2009 ◽  
Vol 152-153 ◽  
pp. 399-402 ◽  
Author(s):  
S. Harnsoongnoen ◽  
Chiranut Sa-Ngiamsak ◽  
Apirat Siritaratiwat
Keyword(s):  
Finite Element ◽  
Finite Element Modeling ◽  
Phase Change ◽  
Heat Dissipation ◽  
Phase Change Memory ◽  
Thin Metal ◽  
Element Modeling ◽  
Reset Operation ◽  
Dimensional Finite Element ◽  
Change Memory

This paper reports on the confined-chalcogenide phase change memory with thin metal interlayer (CCTMI) with the operating reset current of 0.6mA-30ns. This cell offers low reset current with simple architecture and fabrication. Thermal and heat flux distribution of both the normal-bottom-contact (NBC) and a proposed CCTMI PCM cells were carefully analyzed and simulated by two-dimensional finite element modeling. It is intriguingly found that the reset operation current of the CCTMI cell is 44% lower than that of the NBC. CCTMI has capability to solve an over-programming fail issue due to confined heat dissipation in active area.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document