反应性离子蚀刻化学对线型 (桥型) 变相记忆器件初始电阻和循环稳定性的影响
Abbas Espiari1, Henriette Padberg2, Alexander Kiehn1
1Peter Grünberg Institute (PGI-10), Forschungszentrum Jülich GmbH, 52425 Jülich, Germany.
Materials (Basel, Switzerland)
|October 29, 2025
概括
优化相变内存 (PCM) 制造是内存计算的关键. 使用H2:Ar和Ar喷的两步蚀刻过程确保了稳定的PCM设备性能,与反应性气体不同.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 半导体设备物理 半导体设备物理
背景情况:
- 阶段变换内存 (PCM) 显示了先进计算架构的潜力,如内存和神经形态计算.
- PCM设备的性能受到光刻后制造工艺的显著影响,特别是反应性离子蚀刻 (RIE).
研究的目的:
- 调查不同反应性离子蚀刻 (RIE) 气体混合物对相变存储器 (PCM) 装置特征的影响.
- 确定最佳的蚀刻策略,以提高PCM设备的稳定性和可靠性.
主要方法:
- 使用各种蚀刻气体混合物的PCM设备性能评估:CHF3:O2,H2:Ar和Ar.
- 评估关键设备特性,包括初始电阻和循环稳定性.
- 使用先进的自动测量算法与 aixMATRIX 设置用于高通量表征.
主要成果:
- 采用两步蚀刻方法 (H2:Ar用于封装层,Ar用于GST层) 导致了稳定可靠的PCM操作.
- 化学反应性蚀刻气体对初始电阻,循环稳定性和设备寿命产生了负面影响.
- 优化的蚀刻方法证明了稳定的开/关比,并改善了设备的寿命.
结论:
- 拟议的两步蚀刻过程对于实现高性能和可靠的相变存储器设备至关重要.
- 避免在RIE中使用化学反应性气体对于防止PCM材料性能和设备寿命降解至关重要.
- 先进的表征技术对于优化制造工艺和确保设备质量至关重要.
