设置等离子浸泡离子植入Ar+参数,以实现无电成形和自主符合HfO2的基于Memristive结构
Olga Permiakova1, Sergey Pankratov1, Alexandr Isaev1
1Valiev Institute of Physics and Technology of RAS, 36/1 Nakhimovsky av., Moscow 117218, Russia.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|May 24, 2024
概括
使用Ar+离子进行等离子浸泡离子植入,可显著降低基于HfO2的记忆器件的电成形电压. 这种方法通过降低电压要求并实现电流合规性来优化神经形态设备的制造.
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:
- 记忆器件对于神经形态计算至关重要.
- 在横杆阵列中电压形成基于HfO2的memristors由于随机性质而耗时.
- 优化电成型是高效的神经形态设备制造的关键.
研究的目的:
- 研究Ar +等离子浸泡离子植入 (PI) 对电成形电压的影响.
- 确定在Pt/HfO2/HfOXNY/TaN设备中降低电成形电压的最佳植入参数.
- 探索电成型设备的自我合规性潜力.
主要方法:
- 使用Ar +等离子浸泡离子植入 (PI) 进行均的晶圆加工.
- 制造的 Pt/HfO2 (4 nm) /HfOXNY (3 nm) /TaN 记忆结构.
- 多样化的Ar+植入能量,研究其对电成型特性的影响.
主要成果:
- 通过优化Ar+PI能量,将电成形电压从7.1V降至3V以下.
- 确定了一个最佳的植入能量,可以在不降低接口的情况下在氧化物中分散反弹.
- 在电成型过程中实现了电流的自约性,用于能量低于2 keV的设备.
结论:
- Ar+PI是一种有效的方法,可以显著降低基于HfO2的memristors中的电成形电压.
- 控制的离子植入为更快,更可靠的神经形态设备制造提供了一条途径.
- 该技术可实现可调节的电成形特性,包括自符合性,这对于设备集成至关重要.
