Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Влияние джоулева нагрева на резистивное переключение в термически окисленных ячейках памяти AlOx

Аннотация

Устройство резистивной памяти на базе AlOx fabriцируется процессом окислительной диффузии, включающим осаждение пленки Al на подложку ITO и отжиг при 400 °C в вакууме. Формируется интерфейсный слой AlOx толщиной ~ 20 нм как слой резистивного переключения. Двухполярное и униполярное резистивное переключение (RP) получаются при ограничении тока комплаенса (≥ 1 мА). В униполярном RP поведении устройства не выполняют циклы set/reset при низкой температуре (40 К), что указывает на то, что джоулев нагрев необходим для униполярного RP поведения. В двухполярном RP поведении резкий reset трансформируется в постепенный с понижением температуры, что указывает на то, что джоулев нагрев влияет на разрыв проводимого филамента. Кроме того, проводимые механизмы в состоянии высокого сопротивления (HRS) и низкого сопротивления (LRS) раскрываются температурной зависимостью I-V кривых. Для LRS механизм проводимости обусловлен механизмом электронного хоппинга с энергией активации хоппинга 9,93 мэВ. Для HRS транспортный механизм доминирует пространственно-заряженно-ограниченная проводимость (SCLC).

Фон

Резистивная оперативная память с резистивным переключением (RRAM) привлекла широкое внимание как один из наиболее перспективных кандидатов для памяти следующего поколения [1–4]. По сравнению с традиционной коммерциализированной флеш-памятью и другими الناشшими нелюткими памятьми, устройство RRAM имеет простую структуру (MIM), высокую скорость записи/стирания и отличные характеристики выносливости и удержания [5–8]. Как один из материалов резистивного переключения, совместимых с традиционной CMOS-технологией, RRAM на базе AlOx также широко изучался, обладая более привлекательным потенциалом применения благодаря способности к многоуровневому хранению и саморектификации [9, 10]. В общем, в металл-оксидных устройствах наблюдаются два типа переключения: (1) униполярное переключение, не зависящее от полярности приложенного напряжения, и (2) двухполярное переключение, зависящее от полярности приложенного напряжения. Их внутренние механизмы переключения различаются. Многие факторы могут влиять на тип резистивного переключения, такие как структура устройства, электродные материалы и программирующий ток [11]. Сосуществование униполярного и двухполярного переключения сообщалось в некоторых металл-оксидных материалах, таких как HfO2, NiO и ZnO [12–16]. Двухполярное RP поведение связано с формированием/разрывом проводимых филаментов, состоящих из вакансий кислорода. Униполярное RP поведение часто обусловлено термическим повреждением проводимого филамента или фазовым переходом структуры. Двухполярное RP поведение обычно наблюдается в RRAM на базе AlOx. Сосуществование униполярного и двухполярного поведений в AlOx RRAM редко сообщалось, и физический механизм переключения в униполярном RP поведении до сих пор не прояснен.

В данной работе сообщается о сосуществовании униполярного и двухполярного RP поведений в RRAM на базе AlOx. Изучая резистивные переключающие характеристики униполярного и двухполярного переключения для разных токов комплаенса, джоулев нагрев используется для объяснения разрыва проводимых филаментов в процессе reset униполярного RP поведения. Когда локальная температура внутри проводимых филаментов достигает критической температуры, проводимые филаменты ломаются, и происходит униполярное RP поведение. Кроме того, предлагается использование джоулева нагрева для помощи в разрыве проводимых филаментов в процессе reset двухполярного RP поведения. Эффект джоулева нагрева хорошо верифицируется помещением устройства при разных температурах. Одновременно исследуется влияниен производительности при разных температурах для AlOx RRAM. Стабильность и управляемость RP поведения существенны для применения массивов RRAM в будущем. Более глубокое понимание эффекта джоулева нагрева в процессе резистивного переключения важно и необходимо. Кроме того, исследуется проводимый механизм температурной зависимостью тока для состояния высокого сопротивления (HRS) и низкого сопротивления (LRS).

Методы

Устройства резистивной памяти на базе AlOx fabriцируются следующим процессом. Схематическая диаграмма показана на рис. 1(a)–(d). Al и Pt распыляются на поверхности стеклянной подложки ITO последовательно с теневой маской для формирования круговых пятен диаметром 200 мкм. Pt слой, покрывающий Al, может использоваться для предотвращения окисления поверхности Al в последующем процессе отжига. Устройство отжигается при 400 °C в течение 4 ч в вакууме. Неотжиговый образец используется для референса. Сечение сканирующего электронного микроскопа (SEM) фотография раскрывает структуру устройства. Трехслойная структура отжигнутого устройства Pt/Al/ITO показана на вставке рис. 1(e). Верхний слой — Pt электрод (~ 66 нм). Средний слой — отжигнутой слой Al (~ 256 нм). Нижний слой — ITO электрод (~ 161 нм). Микроструктура устройства анализируется высокоразрешающей передаточной электронной микроскопией (HRTEM). Распределение элементов получено с помощью энергии-дисперсивной рентгеновской спектроскопии (EDX) на том же оборудовании. I-V тест проводится с использованием полупроводникового параметрического анализатора Agilent B1500A в режиме dc sweep при комнатной температуре. Температурная зависимость I-V характеристики детектируется в системе Lake Shore CRX-4K под вакуумом 5 × 10−5 Торр.

Влияние джоулева нагрева на резистивное переключение в термически окисленных ячейках памяти AlO sub x /sub

Схематическая диаграмма процесса fabriкации. (a) ITO/стеклянная подложка. (b) Осаждение электрода Al распылением. (c) Pt покрытие электрода Al. (d) Формирование интерфейсного слоя AlOx отжигом при 400 °C в вакууме. (e) SEM изображение отжигнутого устройства Pt/Al/ITO. Толщины Pt, Al и ITO составляют примерно 66 нм, 256 нм и 161 нм соответственно

Результаты и обсуждение

Для проверки изменений микроструктуры после отжига устройств Pt/Al/ITO используется HRTEM для проверки региона между Al и стеклянными подложками ITO. Рис. 2a и b показывают неотжигнутой и отжигнутой образцы соответственно. По сравнению с неотжигнутой образцом, в отжигнутой образце после 4 ч находится очевидный интерфейсный слой. Толщина интерфейсного слоя ~ 20 нм. EDX спектры используются для идентификации распределения элементов между Al и ITO, как показано на рис. 2c. Очевидная диффузия атомов кислорода произошла на интерфейсе Al/ITO в процессе отжига. Другие элементы (In, Sn) не демонстрируют значительной диффузии в EDX спектрах. По сравнению с другими металлами, Al имеет более низкую стандартную энергию Гиббса (−1582,9 кДж/моль) для формирования соответствующих металлических оксидов [17]. Мы заключаем, что интерфейсный слой AlOx сформировался в процессе отжига.

Влияние джоулева нагрева на резистивное переключение в термически окисленных ячейках памяти AlO sub x /sub

a Поперечное сечение HRTEM изображения неотжигнутого Pt/Al/ITO. b Поперечное сечение HRTEM изображения отжигнутого образца после 4 ч. Интерфейсный слой сформирован. c Энергийно-дисперсивная рентгеновская (EDX) спектра пяти элементов (Al, O, In, Sn и Si)

Рис. 3a показывает I-V характеристику неотжигнутого образца. Резистивное переключающее поведение не наблюдается, что согласуется с результатами TEM неотжигнутого образца. Слой резистивного переключения AlOx не сформирован. Вставка показывает схемтическую диаграмму электрического измерения. Во время I-V измерения напряжение приложено к верхнему электроду (Pt), а нижний электрод (ITO) заземлен. Отжигнутые устройства также измеряются при тех же условиях. Отжигнутое устройство показывает сосуществование униполярного и двухполярного RP поведений. Два RP поведения могут активироваться независимо. Рис. 3b показывает 50-цикловые кривые угасания униполярного RP поведения. Ток комплаенса установлен на 10 мА для избежания жесткого пробоя устройств в процессе set. Стрелки указывают направление угасания напряжения. Положительное угасание напряжения (0 В → 3,5 В) применяется к Pt электроду. Устройство переключается из состояния высокого сопротивления в состояние низкого сопротивления (процесс set или программирования). После этого другое угасание напряжения (0 В → 1 В) вызывает резкое снижение тока с удаленным током комплаенса. Устройство переключается в HRS (процесс reset или стирания). Никакое очевидное более высокое формирующее напряжение не требуется для активации устройства. Вставка показывает характеристики выносливости 80 циклов, и отношение Ron/Roff составляет примерно 103 при напряжении чтения 0,1 В. Рис. 3c показывает двухполярное RP поведение. RP поведение наблюдается в противоположной полярности напряжения. Угасание напряжений set и reset следуют последовательности 0 В → +3,4 В → 0 В → −2,5 В → 0 В. Устройство переключается из HRS в LRS при приложении положительного смещения к верхнему Pt электроду. Затем оно переключается обратно в HRS под отрицательным смещением. Аналогично униполярному случаю, никакое очевидное электроформирование процесса не наблюдается. Вставка показывает характеристики выносливости для 150 циклов. Отношение Ron/Roff составляет примерно 103 при напряжении чтения 0,1 В.

Влияние джоулева нагрева на резистивное переключение в термически окисленных ячейках памяти AlO sub x /sub

a I-V кривая для неотжигнутого устройства Pt/Al/ITO. Вставка показывает схемтическую диаграмму электрического измерения. Верхний Pt электрод — приложенное смещение, ITO заземлен. b 50-цикловая I-V кривая для униполярного переключения (отжиг 4 ч). Пунктирная линия обозначает ток комплаенса Icc = 10 мА. Красная линия указывает первый процесс set и reset. Стрелки указывают направление угасания напряжения. Напряжение чтения установлено на 0,1 В. Вставка показывает характеристику выносливости. c 50-цикловая I-V кривая для двухполярного переключения (отжиг 4 ч). Вставка показывает характеристики выносливости. Напряжение чтения установлено на 0,1 В

В общем, двухполярное RP поведение часто наблюдается в RRAM устройствах на базе AlOx. Механизм двухполярного переключения обусловлен формированием/разрывом проводимых филаментов, состоящих из вакансий кислорода [11, 16]. Когда положительное напряжение применяется к верхнему электроду, ионы кислорода (O2−) мигрируют к верхнему электроду, оставляя вакансии кислорода. Вакансии кислорода накапливаются, формируя проводимые филаменты. Устройство переключается в LRS. Когда отрицательное напряжение применяется к верхнему электроду, ионы кислорода извлекаются обратно в AlOx и проводимые филаменты разрываются. Механизм двухполярного переключения связан с электрохимическим механизмом. Однако процессы set и reset происходят с той же полярностью напряжения для униполярного поведения переключения. Униполярное резистивное переключение запускается термическим пробоем проводимого филамента. Механизм переключения объясняется термическим механизмом в других RRAM устройствах [16]. Для верификации того, что джоулев нагрев отвечает за униполярное поведение переключения в AlOx RRAM, используется разный ток комплаенса для контроля тока, протекающего через устройство.

Рис. 4a показывает I-V характеристику двухполярного поведения переключения для разных токов комплаенса. Сопротивление проводимого филамента может быть контролировано устанавливаемым током комплаенса. Более низкое сопротивление LRS (Icc = 10 мА, RLRS ~ 40 Ом; Icc = 1 мА, RLRS ~ 300 Ом; Icc = 100 мкА, RLRS ~ 8 кОм) может быть получено увеличением тока комплаенса. Сопротивление в LRS (RLRS) варьируется от десятков ом до тысяч ом при разных токах комплаенса. Различные значения RLRS связаны с формированием различных размеров проводимых филаментов под разными токами комплаенса. Джоулев нагрев уменьшается с уменьшением размера филамента [18]. В частности, когда ток комплаенса Icc = 100 мкА и Icc = 1 мА, в процессе reset двухполярного RP поведения наблюдается постепенный reset, который отличается от резкого reset при Icc = 10 мА. Постепенный reset объясняется прогрессивным разрывом проводимого филамента [19]. Резкий reset связан с разрывом, ассистированным джоулевым нагревом [20]. Влияние джоулева нагрева на двухполярное RP поведение отражается в резком процессе reset. Двухполярное RP поведение можно рассматривать как комбинацию электрохимического механизма и джоулева нагрева при высоких программирующих токах [13, 21].

Влияние джоулева нагрева на резистивное переключение в термически окисленных ячейках памяти AlO sub x /sub

a I-V кривые двухполярного при разных токах комплаенса: Icc = 10 мА (пунктирная линия), Icc = 1 мА (синяя линия) и Icc = 100 мкА (зеленая линия). Сопротивление LRS при разных токах комплаенса при чтении 0,1 В (Icc = 10 мА, RLRS ~ 40 Ом; Icc = 1 мА, RLRS ~ 300 Ом; Icc = 100 мкА, RLRS ~ 8 кОм). b I-V кривые униполярного поведения при разных токах комплаенса: Icc = 10 мА (пунктирная линия), Icc = 1 мА (синяя линия) и Icc = 100 мкА (черная линия)

Рис. 4b показывает униполярные характеристики под разными токами комплаенса (Icc = 10 мА, Icc = 1 мА и Icc = 100 мкА). Униполярное переключение наблюдается только при токе комплаенса Icc = 10 мА и 1 мА. По сравнению с напряжением reset тока комплаенса Icc = 10 мА в пределах 1 В, напряжение reset (Icc = 1 мА) очевидно увеличивается выше 1,5 В, и ток reset уменьшается примерно на два порядка (~ 724 мкА) после операции reset. Значение тока после процесса reset приближается к току комплаенса. Устройство не может сброситься в начальное состояние (~ 100 кОм). Руссо и соавт. предложили критическую температуру (Tcrit) для униполярного процесса reset в модели самоускоренного термического растворения [22]. Когда температура внутри проводимого филамента достигает критического значения под приложенным напряжением reset между двумя электродами, проводимый филамент растворяется и ломается в состоянии reset. Функциональная зависимость между критической температурой, напряжением, током и сопротивлением может быть описана следующим образом:

$$ {T}_{\mathrm{crit}}={T}_0+{P}_{\mathrm{reset}}\cdotp {R}_{\mathrm{th}} $$

T0 — комнатная температура, Rth — эффективное термическое сопротивление проводимого филамента, имеющее более слабую зависимость от размера, а электрическая мощность может быть записана как Preset = Vreset · Ireset. Для более низкого тока комплаенса Icc = 1 мА требуется большее напряжение reset. Когда самый горячий точке проводимого филамента достигает критической температуры, термическая стабильность проводимого филамента ухудшается. Проводимые филаменты последующе разрываются. Униполярное RP поведение тогда происходит. Однако ток LRS меньше для тока комплаенса Icc = 100 мкА. Даже если напряжение reset увеличивается, значение тока сталкивается с трудностью достижения уровня тока при большем токе комплаенса (Icc = 1 мА и Icc = 10 мА). Джоулев нагрев, генерируемый, не достаточно для достижения критической температуры. Таким образом, униполярное RP поведение не наблюдается. Если напряжение reset увеличивается дальше, устройство может сломаться. Следовательно, униполярное RP поведение управляется джоулевым нагревом в AlOx RRAM.

Для дальнейшего исследования влияния джоулева нагрева на RP поведение устройства помещают при разных температурах. В процессе set используется ток комплаенса Icc = 10 мА. I-V кривые двухполярного поведения показаны на рис. 5a. Стоит отметить, что резкий процесс reset трансформируется в постепенный процесс reset с понижением температуры до 40 К. По сравнению с 300 К и 340 К, джоулев нагрев может быть хорошо рассеян при 40 К. Эффект джоулева нагрева может быть снижен до минимума. Таким образом, электрохимический механизм играет главную роль в процессе reset в двухполярном поведении переключения. Постепенный процесс reset объясняется частично разорванным проводимым филаментом. Устройство не может быть сброшено в начальное состояние при том же напряжении reset. Это явление также наблюдается в других металл-оксидных материалах [23]. Рис. 5b и c показывают статистическое распределение рабочего тока (HRS, LRS) и напряжения (SET, RESET) в двухполярном переключении при разных температурах. Четко видно, что ток HRS уменьшается с увеличением температуры. Кроме того, напряжение SET увеличивается с увеличением температуры. Эти наблюдения указывают на то, что джоулев нагрев влияет на разрыв проводимых филаментов. Когда температура повышается, меньше проводимых филаментов остается в слое резистивного переключения AlOx в процессе reset. Получаются более изолирующие состояния высокого сопротивления. Напряжение SET очевидно увеличивается. Ток LRS незначительно увеличивается с увеличением температуры, что соответствует характеристическому транспорту полупроводника. Рис. 5d показывает I-V характеристику униполярного поведения при разных температурах. По сравнению с 300 К и 340 К, устройство не может сброситься в начальное состояние при 40 К, что связано с термической диссипацией. Температура внутри проводимого филамента не достигает критической температуры. Проводимый филамент не может быть полностью разорван. Устройство не может переключиться в LRS снова при токе комплаенса Icc = 10 мА (синяя пунктирная линия). Рис. 5e и f показывают статистическое распределение рабочего тока (HRS, LRS) и напряжения (SET, RESET) под униполярным переключением при разных температурах. Аналогично наблюдается более высокий ток HRS и большее напряжение SET с увеличением температуры. Таким образом, джоулев нагрев считается существенным для униполярного RP поведения.

Влияние джоулева нагрева на резистивное переключение в термически окисленных ячейках памяти AlO sub x /sub

a I-V кривые двухполярного поведения при разных температурах (40 К (синяя линия), 300 К (красная пунктирная линия) и 340 К (зеленая линия)) с током комплаенса Icc = 10 мА. b Статистический результат токов HRS и LRS для 20 циклов двухполярного переключения при разных температурах (40 К, 300 К и 340 К). c Статистический результат напряжений SET и RESET для 20 циклов двухполярного переключения при разных температурах (40 К, 300 К и 340 К). d I-V кривые униполярного поведения при разных температурах (40 К (синяя линия), 300 К (красная пунктирная линия) и 340 К (зеленая линия)) с током комплаенса Icc = 10 мА. Синяя пунктирная линия указывает следующий процесс set после операции reset. e Статистический результат токов HRS и LRS для 20 циклов униполярного переключения при разных температурах (300 К и 340 К). f Статистический результат напряжений SET и RESET для 20 циклов униполярного переключения при разных температурах (300 К и 340 К)

Для лучшего изучения проводимого механизма мы предварительно оцениваем механизм переключения путем подгонки I-V кривой. I-V кривая перестраивается в двойной логарифмический график, как показано на рис. 6a. LRS показывает омическое проводимое поведение с наклоном близким к 1, что, вероятно, вызвано формированием проводимых филаментов [24]. HRS может быть разделен на две области: в области низкого напряжения (< 0,4 В, область 1) наблюдается омическое проводимое поведение, тогда как в области высокого напряжения (> 0,4 В, область 2) наклон близок к 2. Транспортное поведение согласуется с пространственно-заряженно-ограниченной проводимостью (SCLC) [25]. В модели SCLC плотность тока J для ловушка-контролируемых SCLC эмиссий может быть описана как:

$$ {J}_{\mathrm{ohm}}=q{n}_0\mu \frac{V}{d} $$ $$ J=\frac{9}{8}{\varepsilon}_r{\varepsilon}_0\mu \theta \left(\frac{V^2}{d^3}\right) $$
Влияние джоулева нагрева на резистивное переключение в термически окисленных ячейках памяти AlO sub x /sub

a Линейная подгонка для I-V кривых с использованием лог-лог шкалы в положительном смещении. b Температурная зависимость тока для HRS от 250 К до 340 К. c Энергия активации Eα при разных напряжениях суммирована. Вставка показывает Аррениусов график данных тока-температуры при разных напряжениях в HRS. d Температурная зависимость тока для LRS от 250 К до 340 К. e Отношение проводимости ln I versus температуры T−1/4. Напряжение чтения 0,1 В. f Энергия активации Eα = 9,93 мэВ рассчитана

где q — элементарный заряд, n0 — термически генерируемые свободные носители, μ — подвижность электронов, εr — статическая диэлектрическая постоянная, ε0 — диэлектрическая проницаемость вакуума, θ — отношение плотности свободных носителей к общей плотности носителей, V — приложенное напряжение и d — толщина пленки. В области 1 (низкое приложенное напряжение), соответствующей закону Ома (I ∝ V1), небольшое количество носителей может быть генерировано термическим возбуждением и возбуждено в зону проводимости из валентной зоны или уровня примеси в этой области. Когда приложенное напряжение увеличивается, инжектируемые носители становятся захваченными. Проводимость становится пространственно-заряженно-ограниченной. Ток HRS следует квадратичному закону (I ∝ V2) в области 2. Рис. 6b показывает температурную зависимость тока HRS. Ток увеличивается с увеличением температуры, что указывает на полупроводниковое проводимое поведение [26, 27]. Из наклонов Аррениусовских графиков данных (вставка рис. 6c) энергия активации (Eα) от 0,01 В до 2 В суммирована на рис. 6c. Результаты указывают на то, что Eα относительно высока (~ 0,15 эВ) в области низкого напряжения и показывает омическое проводимое поведение. По мере увеличения напряжения Eα уменьшается, что является характеристической чертой SCLC [28]. Температурно-зависимые I-V анализы четко поддерживают механизм проводимости SCLC в HRS.

Рис. 6d показывает, что ток LRS незначительно увеличивается с увеличением температуры, показывая полупроводниковое проводимое поведение. Металлические проводимые филаменты исключены. Рис. 6e показывает линейную зависимость между ln (I) и T−1/4, что указывает на то, что механизм LRS подчиняется модели хоппинга переменного диапазона Мотта [29, 30]. Если энергетические уровни двух локализованных состояний достаточно близки и волновые функции перекрываются, электроны могут хоппить между двумя сайтами, ассистированные термической энергией. Значение энергии активации Eα составляет 9,93 мэВ для LRS, как показано на рис. 6f, что меньше 26 мэВ (энергия активации при комнатной температуре). Это значение обеспечивает хоппинг переменного диапазона электронов при комнатной температуре. В других металл-оксидных полупроводниках механизм хоппинга также наблюдается в LRS, и подгонка I-V кривой показывает омическое проводимое поведение при комнатной температуре [31]. Таким образом, механизм резистивного переключения в LRS связан с вакансиями кислорода в проводимых филаментах.

Рис. 7 иллюстрирует модели униполярного и двухполярного резистивного переключения. Для униполярного и двухполярного RP поведений в процессе set ионы кислорода мигрируют к верхнему электроду под электрическим полем. В конечном счете ионы кислорода восстанавливаются, оставляя вакансии кислорода в слое резистивного переключения AlOx. Большое накопление вакансий кислорода формирует кислородные проводимые филаменты между ITO и неокисленными слоями Al. Устройство устанавливается в LRS. Электроны хоппят через проводимый филамент, состоящий из вакансий кислорода, как показано на рис. 7(a) и (c). Для униполярного RP поведения в процессе reset ток комплаенса удаляется. Положительное смещение применяется снова, и ток увеличивается с увеличением напряжения. Когда самая горячая точка внутри проводимого филамента достигает критической температуры, стабильность проводимого филамента ухудшается и он легко ломается. Устройство переключается в HRS после разрушения проводимого филамента, как показано на рис. 7(b). В двухполярном RP поведении отрицательное смещение применяется к верхнему электроду. Ионы кислорода извлекаются обратно в интерфейсный слой AlOx. Проводимые филаменты разрываются, как показано на рис. 7(d). Устройство сбрасывается в HRS. Когда ток reset относительно велик, джоулев нагрев усиливает процесс разрыва проводимого филамента. В резком переходе в процессе reset появляется. Механизм электронного транспорта в HRS доминируется механизмом SCLC в обоих RP поведениях.

Влияние джоулева нагрева на резистивное переключение в термически окисленных ячейках памяти AlO sub x /sub

Схематическая модель механизма переключения AlOx-базированного RRAM устройства. (a) Процесс set для униполярного переключения под положительным напряжением. Проводимые филаменты состоят из вакансий кислорода. Черные стрелки указывают направление миграции электронов. (b) Процесс reset для униполярного переключения под положительным напряжением. Проводимый филамент разрывается джоулевым нагревом. Электроны захватываются дефектами. Проводимый механизм в HRS доминируется SCLC. (c) Процесс set для двухполярного переключения под положительным напряжением. (d) Процесс reset для двухполярного переключения под отрицательным напряжением. Проводимые филаменты разрываются

Заключение

В данной работе наблюдается сосуществование униполярного и двухполярного резистивного переключающих поведений в RRAM на базе AlOx. Исследуя токо-напряженные характеристики униполярного и двухполярного переключения при разных токах комплаенса и варирующих рабочих температурах, мы предлагаем, что джоулев нагрев необходим для униполярного резистивного переключающего поведения в RRAM на базе AlOx. Когда высокий программирующий ток протекает через проводимый филамент в процессе reset, локальная температура в проводимых филаментах достигает критической температуры, и проводимые филаменты разрываются. Происходит униполярное RP поведение. В двухполярном резистивном переключающем поведении процесс reset атрибутирован не только электрохимическому механизму, но и джоулеву нагреву. Термический подсказывает разрыв проводимого филамента, когда устройство имеет высокий ток стирания, что приводит к более высокому сопротивлению HRS и большему рабочему напряжению SET в RRAM на базе AlOx. Таким образом, джоулев нагрев является не пренебрежимым фактором RP производительности. Эти результаты помогут нам глубже понять влияние джоулева нагрева на резистивное переключающее поведение в RRAM на базе AlOx. Кроме того, исследуется проводимый механизм. Проводимый механизм для LRS обусловлен хоппингом электронов через проводимые пути. Для HRS проводимый механизм доминируется механизмом SCLC.

Наноматериалы

  1. Оптимизированный трислойный RRAM HfO₂/TiO₂/HfO₂: биполярное переключение, зависящее от электрода, и повышенная однор…
  2. Соблюдение-free ZrO₂/ZrO₂₋ₓ/ZrO₂ трислойная резистивная память обеспечивает контролируемое межфазное многосостоянич…
  3. Усиление нелинейного оптического отклика в гибридных жидкокристаллических ячейках с интеграцией фотонных к…
  4. Полностью CMOS-совместимый 4T2R nv-SRAM на базе STI-RRAM с самоингибирующей нагрузкой — нулевая статическая мощность и в…
  5. Оптимизация размещения золотых наночастиц в TiO₂ повышает эффективность красительно-сенсибилизированных сол…
  6. Ректификация и фотодетекция в устройствах на нанопроводниках Si, выровненных методом DC-диэлектрофореза между…
  7. Быстрый SET и медленный RESET: асимметричное резистивное переключение в эпитаксиальных гетеропереходах BaTiO₃/Nb:SrTi…
  8. Si-обогащенные аллюминиево-оксидные подложки улучшают вертикальный рост SWCNT и селективность нанофильтрацион…
  9. Оптимизация морфологии CH₃NH₃PbI₃ для повышения эффективности перовскитных солнечных элементов
  10. Революционные 3D-печатные датчики обнаруживают взаимодействие пользователя в реальном времени