相变存储器：基本原理与测量技术——什么是相变存储器（

2dmin

相变存储器（可缩略表示为PCM[1]、PRAM或PCRAM）是一种新兴的非易失性计算机存储器技术。它可能在将来代替闪存，因为它不仅比闪存速度快得多，更容易缩小到较小尺寸，而且复原性更好，能够实现一亿次以上的擦写次数。本文将为您介绍相变存储器的基本原理及其最新的测试技术[2]。PCM存储单元是一种极小的硫族合金颗粒，通过电脉冲[3]的形式集中加热的情况下，它能够从有序的晶态（电阻低）快速转变为无序的非晶态（电阻高得多）。同样的材料还广泛用于各种可擦写光学介质的活性涂层，例如CD和DVD。从晶态到非晶态的反复转换过程是由熔化和快速冷却机制触发的（或者一种稍慢的称为再结晶的过程）。最有应用前景的一种PCM材料是GST[4]（锗、锑和碲），其熔点范围为500o–600oC。这些合金材料的晶态和非晶态电阻率大小的差异能够存储二进制数据。高电阻的非晶态用于表示二进制0；低电阻的晶态表示1。最新的PCM设计与材料能够实现多种不同的值[1]，例如，具有16种晶态，而不仅仅是两种状态，每种状态都具有不同的电气特性。这使得单个存储单元能够表示多个比特，从而大大提高了存储密度，这是目前闪存无法实现的。