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ReRAM材料

用于制造reram的材料
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描述

在电阻式闸板(ReRAMs或RRAMs)中,金属-绝缘体-金属结构在关闭状态下具有高电阻,但在打开状态下具有低电阻。对于这些装置,有许多建议的材料系统;其中研究最多的是在两个TiN电极之间放置一层HfO2。在交叉点体系结构中,顶部和底部导线层呈直角,创建网格。内存元素位于网格的角落。

正如SEMATECH的研究人员在2011年报告的那样,HfO2层中的氧空位分离到晶界。当施加足够大的电流时,晶界形成了一个渗透路径,允许电子通过陷阱诱导的隧道通过材料传播。Hf-O键沿着这条路径断裂,形成Hf-Hf键,最终在顶部和底部电极之间形成金属导电丝。这是ON状态。因为它不依赖于储存的电荷,所以它非常稳定。

为了将存储器重置为OFF状态,系统施加电流,增加铪丝的温度并使其重新氧化。最终,完整的导电路径丢失,电介质再次表现为绝缘体。

RRAM实现一直在与高可变性和不一致的性能作斗争。材料中晶界的分布在纳米尺度很难控制。此外,介电击穿机制本身是可变的,取决于缺陷之间电子的随机运动。


非易失性存储器的材料和物理II:第1250卷(MRS论文集)

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