对于电阻随机访问存储器件的区域选择性原子层沉积
Il-Kwon Oh1,2,3, Asir Intisar Khan4, Shengjun Qin4
1Department of Chemical Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, United States.
ACS applied materials & interfaces
|September 1, 2023
概括
HfO2的区域选择性原子层沉积 (AS-ALD) 改善了电阻随机存储器 (RRAM) 制造. 这种方法通过减少可变性来提高RRAM的可靠性和准确性,为数据存储和神经形态计算的更广泛采用铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 电阻随机访问存储器 (RRAM) 显示了数据存储和神经形态计算的潜力.
- 设备的可变性 (循环到循环和设备到设备) 阻碍了RRAM的广泛采用和可制造性.
- 通过提高结构精度来最大限度地减少丝状随机性是减少RRAM可变性的关键.
研究的目的:
- 研究HfO2的区域选择性原子层沉积 (AS-ALD),以制造更可靠,更准确的RRAM设备.
- 为了证明AS-ALD能够在特定电极上创建统一和有选择性的HfO2图案,而无需光电法.
主要方法:
- HfO2介电层的区域选择性原子层沉积 (AS-ALD). 介电层.
- 在SiO2/Si基板上的Pt底电极上使用AS-ALD制造RRAM设备.
- 与没有AS-ALD的RRAM设备性能 (工作电压范围,电阻状态) 的比较.
主要成果:
- 在Pt电极上成功证明了HfO2模式的均和选择性ALD,而不是在SiO2/Si基板上.
- 与控制设备相比,使用AS-ALD制造的RRAM设备表现出明显更窄的操作电压范围 (2.6倍改进) 和更明显的电阻状态.
- 无论设备尺寸 (1x1,2x2和5x5μm2) 如何,RRAM可靠性都得到了持续的改善.
结论:
- HfO2的AS-ALD是一种有效的技术,通过最大限度地减少变化来提高RRAM设备的可靠性和准确性.
- 经过证明的AS-ALD方法提供了一种无光刻法方法,用于改进RRAM制造.
- 这项工作鼓励AS-ALD用于其他内存技术,如相变,磁性和铁电式RAM.
