在HfOx/Ti中电成形动力学RRAM:组合和热工程背后的机制
Manasa Kaniselvan1, Kevin Portner1, Donato Francesco Falcone2
1Integrated Systems Laboratory, Department of Information Technology and Electrical Engineering, ETH Zürich, CH-8092 Zürich, Switzerland.
ACS nano
|July 18, 2025
概括
在电阻随机存储器 (RRAM) 中降低高电成形电压对于CMOS兼容性至关重要. 这项研究使用原子学模拟和实验来揭示材料固体测量和热工程如何影响HfOx/Ti RRAM中的导电丝的生长.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态电子 固态电子
- 计算物理 计算物理
背景情况:
- 丝状电阻随机访问存储器 (RRAM) 中的高电成形电压阻碍了与补充性金属氧化物半导体 (CMOS) 技术的集成.
- 以前的研究表明,初始材料固体测量和热工程会影响电成形电压,但潜在的机制尚不清楚.
研究的目的:
- 阐明控制HfOx/Ti RRAM堆中电成型电压降低的机制.
- 为了全面理解,将原子模拟洞察与实验数据联系起来.
主要方法:
- 在设备尺度上的原子驱动动力学蒙特卡洛 (d-KMC) 模拟.
- 在不均材料中的应用偏差下建模点缺陷运动.
- 将模拟结果与来自HfOx/Ti RRAM设备的实验数据结合起来.
主要成果:
- 在线丝生长过程中确定了substoichiometric氧化物中从垂直向横向离子运动的转移.
- 区分全球和局部加热对光纤形态的影响.
- 在SET/RESET操作过程中,连接的灯丝结构与RRAM设备的动态范围.
结论:
- 在HfOx/Ti RRAM堆中对离子动态的统一理解.
- 提供了通过控制电成型条件来优化RRAM设备的制造指南.
