Germani-antimoni-telur
El GeSbTe (germani-antimoni-telur o GST) és un material de canvi de fase del grup dels vidres calcogenuros utilisat en discs òptics regrabables i aplicacions de memòria de canvi de fase. El seu temps de recristalización és de 20 nanosegundos, lo que permet velocitats d'escritura de fins a 35 Mbit/s i una capacitat de sobrescritura directa de fins a 106 cicles. És adequada per a formats de gravació land-groove. Sol utilisar-se en DVD regrabables. El semiconductor GeSbTe dopat en n permet crear noves memòries de canvi de fase. El punt de fusió de l'aleació és d'uns 600 °C (900 K) i la temperatura de cristalisació oscila entre 100 i 150 °C.
Durant l'escritura, el material es borra, inicializándose en el seu estat cristalí, en irradiació làser de baixa intensitat. El material es calfa fins a la seua temperatura de cristalisació, pero no fins al seu punt de fusió, i cristaliza. L'informació s'escriu en la fase cristalina, calfant punts de la mateixa en polsos làser curts (<10 ns) d'alta intensitat; el material es fon localment i es gela ràpidament, permaneixent en la fase amorfa. Com la fase amorfa té menor reflectividad que la cristalina, les senyes poden registrar-se com a taques obscures sobre el fondo cristalí. Recentment, s'han desenrollat nous precursors d'organogermanio líquit, com l'isobutilgermano.[1][2][3] (IBGe) i el tetraquis(dimetilamino)germà[4][5] (TDMAGe), que s'han utilisat junt en els metalorgánicos d'antimoni i telur, com el tris-dimetilamino antimoni (TDMASb) i el vaig donar-isopropil telururo (DIPEt) respectivament, per a fer créixer películes de GeSbTe i atres calcogenuros de molt alta purea per mig de deposición química metalorgánica en fase vapor (MOCVD). El tricloruro de dimetilamino germani[6] (DMAGeC) també es considera un precursor superior de dimetilaminogermanio que conté clorur per a la deposición de Ge per MOCVD.
Aplicacions de la memòria de canvi de fase
[editar | editar còdic]La característica única que fa que la memòria de canvi de fase siga útil com a memòria és la capacitat d'efectuar un canvi de fase reversible en calfar-se o gelar-se, passant d'un estat amorfo estable a un cristalí. Estes aleacions tenen una alta resistència en l'estat amorfo "0" i són semimetales en l'estat cristalí "1". En estat amorfo, els àtoms tenen un orde atòmic de curt alcanç i baixa densitat d'electrons lliures. L'aleació també té una resistividad i una energia d'activació elevades. Açò la distinguix de l'estat cristalí, que té baixa resistividad i energia d'activació, orde atòmic de llarc alcanç i alta densitat d'electrons lliures. Quan s'utilisa en la memòria de canvi de fase, l'us d'un impuls elèctric curt i de gran amplitut, de manera que el material alcance el punt de fusió i s'apague ràpidament, canvia el material de fase cristalina a fase amorfa, es denomina corrent RESET, i l'us d'un impuls elèctric relativament més llarc i de baixa amplitut, de manera que el material alcanç només el punt de cristalisació i se li done temps per a cristalizar, permetent el canvi de fase de amorfa a cristalina, es coneix com a corrent SET.
Els primers dispositius eren llents, consumien molta energia i s'estropejaven en facilitat per les grans corrents. Per això no varen tindre èxit, ya que la SRAM i la memòria flash varen prendre el relleu. No obstant, en els anys 80, el descobriment del germani-antimoni-telur (GeSbTe) va fer que la memòria de canvi de fase necessitara menys temps i energia per a funcionar. Açò va donar lloc a l'èxit del disc òptic regrabable i va crear un renovat interés per la memòria de canvi de fase. Els alvanços en litografia també varen significar que la corrent de programació, abans excessiva, ara és molt menor en reduir-se el volum de GeSbTe que canvia de fase.
La memòria de canvi de fase té moltes qualitats casi ideals, com la no volatilitat, la velocitat de conmutación ràpida, l'alta resistència de més de 1013 cicles de llectura i escritura, la llectura no destructiva, la sobrescritura directa i un llarc temps de retenció de senyes de més de 10 anys. L'única ventaja que la distinguix d'atres memòries no volàtils de nova generació, com la memòria magnètica d'accés aleatori (MRAM), és la seua capacitat de millorar el rendiment en tamanys més menuts. La litografia llimita l'escalat de les memòries de canvi de fase a lo manco fins als 45 nm. Per tant, oferix el major potencial per a conseguir cèlules de memòria de densitat ultraalta que puguen comercialisar-se.
Encara que les memòries de canvi de fase són molt prometedores, encara queden alguns problemes tècnics per resoldre ans que puguen alcançar una densitat ultraelevada i comercialisar-se. El repte més important per a la memòria de canvi de fase és reduir la corrent de programació a un nivell compatible en la corrent mínima d'accionament del transistor MOS per a l'integració d'alta densitat. En l'actualitat, la corrent de programació de les memòries de canvi de fase és considerablement alta. Esta elevada corrent llimita la densitat de memòria de les cèlules de memòria de canvi de fase, ya que la corrent suministrada pel transistor no és suficient pel seu elevat requisit de corrent. Per lo tant, no es pot aprofitar al màxim la ventaja d'escalat única de la memòria de canvi de fase.
Es mostra el disseny típic d'un dispositiu de memòria de canvi de fase. Té capes que inclouen l'electrodo superior, GST, la capa de GeSbTe, BEC, l'electrodo inferior i les capes dielèctriques. El volum programable és el volum de GeSbTe que està en contacte en l'electrodo inferior. Esta és la part que es pot reduir en litografia. La constant de temps tèrmica del dispositiu també és important. La constant de temps tèrmica deu ser lo suficientment ràpida per a que el GeSbTe es gele ràpidament fins a l'estat amorfo durant el RESET, pero lo suficientment llenta per a permetre que es produïxca la cristalisació durant l'estat SET. La constant de temps tèrmica depén del disseny i del material en el que estiga construïda la cèlula. Per a llegir, s'aplica un pols de corrent baixa al dispositiu. Una corrent chicoteta garantisa que el material no es calent. L'informació almagasenada es llig medint la resistència del dispositiu.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Deo V. Shenai, Ronald L. DiCarlo, Michael B. Power, Artashes Amamchyan, Randall J. Goyette, Egbert Woelk (2007). “Safer alternative liquid germanium precursors for MOVPE”. Journal of Crystal Growth 298: 172–175. doi:. Bibcode: 2007JCrGr.298..172S.
- ↑ “MOVPE growth of homoepitaxial germanium” (2008). Journal of Crystal Growth 310 (14): 3282. doi:. Bibcode: 2008JCrGr.310.3282B.
- ↑ “Homo and hetero epitaxy of Germanium using isobutylgermane” (2008). Thin Solid Films 517 (1): 404–406. doi:. Bibcode: 2008TSF...517..404A.
- ↑ M. Longo, O. Salicio, C. Wiemer, R. Fallica, A. Molle, M. Fanciulli, C. Giesen, B. Seitzinger,P.K. Baumann, M. Heuken, S. Rushworth (2008). “Growth study of GexSbyTez deposited by MOCVD under nitrogen for senar‐volatile memory applications”. Journal of Crystal Growth 310 (23): 5053–5057. doi:. Bibcode: 2008JCrGr.310.5053L.
- ↑ A. Abrutis, V. Plausinaitiene, M. Skapas, C. Wiemer, O. Salicio, A. Pirovano, E. Varesi, S. Rushworth, W. Gawelda, J. Siegel (2008). “Hot‐Wire Chemical Vapor Deposition of Chalcogenide Materials for Phase Change Memory Applications”. Chemistry of Materials 20 (11): 3557. doi:.
- ↑ “Germanium Precursors for Ge and SiGe Deposition” (2006). ECS Transactions 3. doi:.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Germanio-antimonio-telurio» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.