Mejoras en los procesos de fabricación de la memoria de cambio de fase

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Laser Pulsado - Memoria Cambio de Fase

Investigadores holandeses han desarrollado una nueva técnica para uno de los procesos cruciales en la fabricación de las tecnologías de memoria de cambio de fase. Este método permite una deposición más precisa y eficaz de uno de los elementos que componen esta memoria, lo que permitiría superar algunas de las limitaciones que presenta al utilizarse como sustituto de la memoria principal de los sistemas informáticos.

La tecnología de memoria DRAM está evolucionando, pero adolece de ciertos problemas que cada vez son más limitantes en la industria informática, como el elevado consumo eléctrico y la no volatilidad de los datos en sus celdas. Para superar estas barreras se proponen diferentes alternativas, y una de las más prometedoras es la memoria de cambio de fase (Phase Change Memory), que promete un rendimiento superior, menor consumo y persistencia de los datos.

Pero hasta el momento los investigadores que trabajan en este campo se han enfrentado a varias dificultades, como la necesidad de aplicar una corriente muy elevada para programar la memoria, lo que resulta en un excesivo consumo de energía. Otros problemas son la deriva de la resistencia, la dificultad para la retención de datos por cuestiones térmicas, la separación de fases y el cambio de densidad del material cristalino durante el cambio de fase.

Durante mucho tiempo estos problemas han hecho que la memoria PCM no sea lo suficientemente interesante como sustituto a la DRAM convencional, pero los científicos han propuesto la utilización de una película delgada de GaSb en la estructura interna de esta memoria, ya que tiene unas propiedades ópticas y eléctricas interesantes que resulta muy interesantes para las aplicaciones optoelectrónicas y de memoria PCM.

Varios laboratorios están trabajando en esta línea de investigación, pero hasta ahora se han encontrado con problemas ocasionados por las composiciones estequiométricas de GaSb, ya que generalmente son demasiado ricas en Sb (Antimonio), lo que reduce la confiabilidad de la memoria de cambio de fase. Pero ahora un equipo de investigadores de la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, ha desarrollado una técnica de deposición que logra mitigar este exceso.

Para ello han empleado un método de deposición mediante láser pulsado (PLD), que permita variar los parámetros y condiciones del proceso de deposición, equilibrando la concentración de los dos elementos que componen esta capa de GaSb. Han utilizado un microscopio electrónico investigar a fondo la morfología de estas capas ultradelgadas, de la superficie sobre la que se depositan y de la composición estequiométrica exacta que se debe depositar para fabricar con éxito este tipo de memorias PCM.

Comentan que la naturaleza bidireccional de la interacción entre el láser y su objetivo es directamente responsable de la calidad final de la película en la que se generan partículas con alta densidad numérica, debido a la formación de pilares bidireccionales. Para evitar esta interacción y la generación de estos pilares que interfieren en el proceso han rotado 180º la superficie objetivo, logrando incrementar el rendimiento de la deposición en un 60% y garantizando una transferencia estequiométrica exacta entre el objetivo y el sustrato, lo que también reduce la densidad de las partículas al nivel correcto.

Afirman que esto es vital para la integridad estructural de las películas, y que permite seguir avanzando en el desarrollo de memorias de cambio de fase con aplicaciones muy diversas, que van desde la sustitución de la DRAM en los sistemas informáticos tradicionales al desarrollo de memoria computacional y otros campos emergentes dentro de la industria informática.