[发明专利]一种相变存储器的模拟方法

权利要求书

1.一种相变存储器的模拟方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A根据工艺要求建立相变存储单元的几何模型，使该几何模型的尺寸和实际工艺尺寸一致；

B设定相变存储单元中相变材料的等效电导率：当相变存储单元负载电流时，相变材料的等效电导率为等效熔融态电导率，所述等效熔融态电导率设定为10⁴1/Ωm量级的固定值；当相变存储单元负载电压时，相变材料的等效电导率为等效晶态电导率，所述等效晶态电导率通过 计算而得，式中R为基准电阻，l为相变材料的厚度，S为相变材料的横截面积，σ为所述的等效晶态电导率，其中基准电阻为200～300Ω；

C在有限元分析软件平台中，按照相变存储单元的几何模型，将步骤B中设定的等效电导率作为相变材料的电导率，利用有限元计算法根据电热耦合方程计算出相变存储单元负载不同电流或电压下的电势分布和温度分布；

D通过步骤C计算出的温度分布，得到相变材料的熔融区域，计算出相变存储单元在负载电流或者电压后常温下的电阻值，从而得到RI关系曲线或RV关系曲线；

其中，步骤C中利用有限元计算法根据电热耦合方程计算相变存储单元的电势分布和温度分布，包括以下步骤：

a根据准静态电场公式得到相变存储单元的电势分布；

b根据步骤a得到的电势分布以及焦耳热公式计算相变存储单元产生的热量； 

c根据步骤b得到的热量以及热传导公式计算相变存储单元的温度分布。

2.根据权利要求1所述一种相变存储器的模拟方法，其特征在于：还包括根据步骤D中算得的相变存储单元在负载电流或者电压后常温下的电阻值判断器件是否实现RESET，该电阻值为低阻态时，未实现RESET，该电阻值为高阻态时，则实现了RESET。

3.根据权利要求1所述一种相变存储器的模拟方法，其特征在于：步骤C中根据电热耦合方程计算相变存储单元的电势分布和温度分布时，涉及的材料的热导率取常数，该常数为室温下材料的热导率。

4.根据权利要求1所述一种相变存储器的模拟方法，其特征在于：步骤C中根据电热耦合方程计算相变存储单元的电势分布和温度分布时，涉及的材料的热容取常数，该常数为室温下材料的热容。

5.根据权利要求1所述一种相变存储器的模拟方法，其特征在于：步骤B中的等效熔融态电导率按照以下方法选取：首先，对以180nm工艺尺寸制作的相变存储单元进行RI测试，得到RI关系的实验数据；然后，选取不同数值的10⁴1/Ωm量级的值作为相变材料的电导率进行计算，根据步骤C、D中的计算方法求出RI关系曲线，从而找到使求得的RI关系曲线与实验数据吻合最佳的值，作为等效熔融态电导率。

6.根据权利要求1所述一种相变存储器的模拟方法，其特征在于：所述的等效熔融态电导率为5×10⁴1/Ωm。

7.根据权利要求1所述一种相变存储器的模拟方法，其特征在于：步骤B中的基准电阻按照以下方法选取：首先，对以180nm工艺尺寸制作的相变存储单元进行RV测试，得到RV关系的实验数据；然后，选取不同的数值作为相变材料的电导率按照步骤C、D中的计算方法进行计算，从而找到使计算的RV关系曲线与实验数据吻合最佳的数值作为基准数值；以该基准数值作为相变材料的电导率来计算该相变存储单元的电阻，作为基准电阻。

8.根据权利要求1所述一种相变存储器的模拟方法，其特征在于：基准电阻为200Ω。