在无形哈夫尼亚薄膜中的氧标志物扩散用于电阻记忆
Dongjae Shin1, Anton V Ievlev2, Karsten Beckmann3,4
1Materials Science and Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA. yiyangli@umich.edu.
Materials horizons
|March 20, 2024
概括
了解哈夫尼亚 (HfO2) 中的氧气扩散是抵抗性记忆的关键. 这项研究表明,无形HfO2膜,特别是那些用原子层沉积制成的膜,显著减缓氧气扩散,匹配设备保留时间.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 在 hafnia (HfO2) 中的氧气扩散对于电阻式记忆装置中的非挥发性数据保留至关重要.
- 基于氧气扩散的预期保留时间与HfO2装置中实验观察到的值之间存在显著的差异.
研究的目的:
- 调查和解决基于HfO2的电阻记忆中氧气扩散速率和保留时间之间的差异.
- 使用同位素追踪技术,准确地测量无形哈夫尼亚 (a-HfO2) 薄膜中的氧气扩散.
主要方法:
- 氧同位素标记器扩散测量是在无形哈夫尼亚 (a-HfO2) 薄膜上进行的.
- 通过原子层沉积 (ALD) 和喷沉积的a-HfO2薄膜中的扩散率的比较.
- 分析氧气扩散时间和装置保留时间之间的相关性.
主要成果:
- 在a-HfO2薄膜中的氧标志物扩散比单临床哈夫尼亚 (m-HfO2) 颗粒要低数量级.
- 通过ALD产生的密度更高的a-HfO2薄膜与喷产生的较小密度的薄膜相比,氧气扩散率明显较低.
- 在ALD沉积膜中的氧气扩散时间与实验测量设备保留时间保持一致.
结论:
- 处理条件,特别是原子层沉积,可以精确地控制无形海中的氧气运输.
- 该研究协调了氧气扩散测量和HfO2电阻内存中的设备保留时间之间的长期差异.
- 这项工作为优化无形材料提供了一条途径,以便在电子设备中增强数据保留.
