相變存儲器在技術(shù)方面上有什么特點(diǎn)

（文章來源：EEPW）
? ? ? ?相變存儲器具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如可嵌入功能強(qiáng)、優(yōu)異的可反復(fù)擦寫特性、穩(wěn)定性好以及和CMOS工藝兼容等。到目前為止，還未發(fā)現(xiàn)PCRAM 有明確的物理極限，研究表明相變材料的厚度降至2nm時(shí)，器件仍然能夠發(fā)生相變。因而，PCRAM 被認(rèn)為是最有可能解決存儲技術(shù)問題、取代目前主流的存儲產(chǎn)品，成為未來通用的新一代非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器件之一。

相變存儲器提高存儲容量的方式有兩種：一種是三維堆疊，還有一種是多值技術(shù)。英特爾和美光重點(diǎn)突破的是三維堆疊技術(shù)，而IBM在多值存儲領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。

三維堆疊技術(shù)通過芯片或器件在垂直方向的堆疊，可以顯著增加芯片集成度，是延續(xù)摩爾定律的一種重要技術(shù)。交叉堆疊(cross point)的三維存儲結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于非易失存儲器，英特爾和美光共同研發(fā)的3D Xpoint技術(shù)，便是一種三維交叉堆疊型相變存儲器。當(dāng)前，三維新型非易失存儲器的研究主要集中在器件和陣列層面。

與傳統(tǒng)的二維存儲器不同，三維相變存儲器采用了新型的雙向閾值開關(guān)(Ovonic Threshold Switch，OTS)器件作為選通器件(selector)。根據(jù)OTS器件的物理特性和三維交叉堆疊陣列結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，三維交叉堆疊型相變存儲器采用一種V/2偏置方法以實(shí)現(xiàn)存儲單元的操作。

IBM是相變存儲器多值存儲技術(shù)的推進(jìn)者，其每個(gè)存儲單元都能長時(shí)間可靠地存儲多個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)多位存儲，IBM的科學(xué)家開發(fā)出了兩項(xiàng)創(chuàng)新性的使能技術(shù)：一套不受偏移影響單元狀態(tài)測量方法以及偏移容錯(cuò)編碼和檢測方案。更具體地說，這種新的單元狀態(tài)測量方法可測量PCRAM單元的物理特性，檢測其在較長時(shí)間內(nèi)是否能保持穩(wěn)定狀態(tài)，這樣的話其對偏移就會不敏感，而偏移可影響此單元的長期電導(dǎo)率穩(wěn)定性。
? ? ? ?為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)單元上所儲存的數(shù)據(jù)在環(huán)境溫度波動(dòng)的情況下仍能獲得額外的穩(wěn)健性(additional robustness)，IBM的科學(xué)家采用了一種新的編碼和檢測方案。這個(gè)方案可以通過自適應(yīng)方式修改用來檢測此單元所存儲數(shù)據(jù)的電平閾值，使其能隨著溫度變化引起的各種波動(dòng)而變化。因此，這種存儲器寫入程序后，在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)都能可靠地讀取單元狀態(tài)，從而可提供較高的非易失性。