周智伟 | 超低开关电流密度的柔性相变存储器

美国斯坦福大学的研究人员制造出一种开关电流密度极低的柔性超晶格相变存储器。

现有硅基存储器弯曲性有限、难以转移集成到柔性设备中。而直接在柔性基板上制造的铁电等存储设备工作电压高、功耗大，电阻随机存储器存在可变性问题。相变存储器相比其他存储器，更可靠且速度快，但开关电流和功率高。为此，研究人员使用超晶格相变材料、低导热率衬底、类孔结构，制成超低开关电流密度相变存储器。该存储器在柔性聚酰亚胺基板上制造，无需层转移工艺。超晶格结构为12个周期交替的Sb2Te3（4nm）和GeTe（1nm）层。超晶格下方为35nm厚Al2O3和TiN，中间有直径600nm的孔。测量显示，50mV直流偏置条件下，相变存储器的复位电流在0.2~0.25mA间，电阻比高达100，复位电流密度0.1mA/cm2，比现有柔性基板相变存储器低1个量级。此外，基板的热导率比非晶氧化物或氮化物低1个量级，可以有效防止相变存储器热损失。

这种柔性相变存储器开关电流密度极低，有望促进相变存储器在柔性电子产品领域的应用。

论文：Ultralow–switching current density multilevel phase-change memory on a flexible substrate