异质集成结构中多物理耦合过程数值模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种异质集成结构中多物理耦合过程数值模拟方法，特别是针对阻变存储器件设计的仿真方法，给出了多物理耦合效应作用下异质集成结构的电

【技术实现步骤摘要】
异质集成结构中多物理耦合过程数值模拟方法


[0001]本专利技术涉及芯片领域中异质集成结构中多物理耦合过程数值模拟方法，特别是针对阻变存储器件设计的集成电路数值模拟方法，用于器件级高性能及高可靠性设计
。

技术介绍

[0002]随着人工智能的广泛应用
、
大数据的兴起以及互联网的普及，对海量数据密度的需求不断增长
。
因此，科学家们花费了大量的精力来开发高性能的非易失性存储器
。
阻变随机存取存储器
(RRAM)
具有工作电压低
、
密度高
、
数据保留时间长
、
运行速度快等优点，是替代动态随机存取存储器
(DRAM)
和闪存的潜在候选器件
。RRAM
可以通过电阻切换层的电阻变化在低阻态
(LRS)
和高阻态
(HRS)
之间切换
。
切换事件包括“reset”过程
(
从
LRS
到
>HRS)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
异质集成结构中多物理耦合过程数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：构建
RRAM
器件的几何模型，进行四面体网格剖分；第二步：对剖分后的几何模型确定描述电
‑
热耦合效应物理过程的数学形式，所述物理过程通过电流连续性方程
、
热传导方程和氧空穴输运方程描述；第三步：确定求解模型的边界条件；第四步：构建阻变存储器阻变层材料参数的物理模型；第五步：通过
FEM
方法对电流连续性方程
、
热传导方程和氧空穴输运方程进行离散求解；第六步：对步骤五进行不断迭代求解，直到求解得到的电流连续性方程
、
热传导方程和氧空穴输运方程解达到收敛条件，获得
RRAM
电势
、
温度
、
氧空穴浓度分布
。2.
如权利要求1所述的异质集成结构中多物理耦合过程数值模拟方法，其特征在于，步骤二中，所述的电流连续性方程为：所述的热传导方程为：所述的氧空穴输运方程为：其中，为电势分布函数，
σ
为器件的材料电导率；
T
为器件的温度，
k
为热导率，
ρ
为器件材料密度，
C
p
为器件材料常压比热容，
Q
为热源，
n
D
为载流子的浓度，
D
为载流子的扩散率，为载流子的漂移速率，
μ
为载流子的迁移率，为器件迁移电场
。3.
如权利要求2所述的异质集成结构中多物理耦合过程数值模拟方法，其特征在于，步骤三中，所述的边界条件包括电压边界条件
、
热对流边界条件
、
热恒温边界条件
、
恒定载流子浓度边界，具体为：电压边界条件：热对流边界条件：热恒温边界条件：
T
＝
T0恒定浓度边界
n
D
＝
n0其中，
U(t)
是边...

【专利技术属性】
技术研发人员：李谭毅，尹文言，郑生全，温定娥，阮兵，谢浩，詹启伟，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：