Materiales apasionantes que podrían desbancar a las memorias flash
Pese a que la tecnología NAND se ha introducido en prácticamente todo el mercado de memoria no volátil para almacenamiento de datos, no es probable que pueda bajar de los 20 nm. También tiene limitaciones inherentes de velocidad y durabilidad (ciclos de programación/borrado). Todos los nanodispositivos de futura comercialización van a necesitar algo nuevo. La tecnología PCM tiene menores latencias y mayor durabilidad. Depende principalmente de un vidrio de calcogenuro de calentamiento rápido que alterna entre sus estados cristalino y amorfo. El estado cristalino (que hace de 1 binario) tiene muy poca resistencia al flujo de corriente, mientras que el estado amorfo (0 binario) tiene una alta resistividad. Un grupo de científicos inició el proyecto financiado con fondos europeos SYNAPSE (Synthesis and functionality of chalcogenide nanostructures for phase change memories) para explorar el potencial de nuevas PCM de calcogenuro nanoestructuradas para reducir el volumen, el consumo de energía y los costes de las memorias. El equipo se centró en el uso de la deposición química organometálica en fase de vapor (MOCVD) para controlar la composición y la pureza del material al tiempo que se consiguen velocidades de deposición rápidas y la escalabilidad industrial del proceso. La MOCVD se realizó sobre diferentes sustratos utilizando dos métodos de crecimiento «bottom-up» (ascendente) diferentes: el de crecimiento de área selectiva (SAG) y el de vapor-líquido-sólido (VLS). El objetivo era obtener nanoalambres de cambio de fase, bien hechos de un solo material (núcleo), bien de dos materiales (estructura núcleo-envoltura). Los materiales finales de interés fueron calcogenuros basados en indio y en germanio. El extenso trabajo de modelado y simulación realizado proporcionó información crucial sobre las estructuras y los comportamientos de los materiales. Los científicos realizaron simulaciones con modelos de elementos finitos que les permitieron estudiar el efecto del transporte térmico y de la forma del nanoalambre sobre las células de memoria. Se investigaron experimentalmente las técnicas de procesamiento y crecimiento de los nanoalambres, haciendo hincapié en uno de los calcogenuros más usados para las PCM, el de germanio-antimonio-telururo, y también en la deposición de In-Ge-Te e In-Ge-Te, que comporta una mayor estabilidad térmica. Ahora que las tecnologías de memoria en estado sólido se aproximan a sus límites teóricos, diseñar sistemas de almacenamiento capaces de aprovechar las PCM es una forma de sortear las limitaciones de las memorias flash. Algunos factores clave para asegurar la competitividad de la tecnología de PCM son: mejoras en las técnicas de fabricación, mejores precursores que sean útiles para formar estructuras de dispositivos de memoria, el control del consumo de energía y tecnologías efectivas que aumenten la retención de datos.
Palabras clave
Memoria con cambio de fase, nanoalambres Ge-Sb-Te, In-Sb-Te, In-Ge-Te, autoensamblaje MOCVD, simulación de transición de fase
