Прототип мемристорной ячейки на основе МДМ структур с использованием диэлектрической пленки Hf xAl 1-xO y с переменным составом

Chuprik, A. A.; Baturin, A. S.; Bulakh, K. V.; Egorov, K. V.; Kuzin, A. A.; Negrov, D. V.; Zaitsev, S. A.; Markeev, A. M.; Lebedinskii, Iu. Iu.; Gornev, E. S.; Orlov, O. M.; Zablotskii, Aleksei Vasilevich

A.A. Chuprik¹, A.S. Baturin¹, K.V. Bulakh¹, K.V. Egorov¹, A.A. Kuzin¹, D.V. Negrov¹, S.A. Zaitsev¹, A.M. Markeev¹, I.I. Lebedinskii^1,2, E.S. Gornev^1,3, O.M. Orlov^1,3, A.V. Zablotskii¹

Abstract

Prototype of non-volatile resistive switch memory cell based on MIM-structures using gradient Hf _xAl _1-xO _yas insulator layer was produced and its functional properties was investigated. These structures imitate placing of memory cells at metallization layers. Its rewrite voltage is considerably lower and its rewrite speed is considerably faster then as compared with traditional flash-memory cell.

resistive switch effect
atomic layer deposition
nonvolatile memory
Hafnium Oxide

Аннотация (на русском)

Прототип мемристорной ячейки на основе МДМ структур с использованием диэлектрической пленки Hf _xAl _1-xO _y с переменным составом

Изготовлены и исследованы с точки зрения функциональности структуры, являющиеся прототипом ячеек энергонезависимой памяти на эффекте резистивного переключения в оксидных плёнках Hf _xAl _1- _xO _y с переменным (по глубине) содержанием Al. Изготовленные структуры моделируют размещение ячеек энергонезависимой памяти между слоями металлизации интегральных схем. Полученные функциональные параметры ячеек в части снижения напряжения записи и повышения скорости записи информации существенно превосходят параметры традиционной флэш-памяти.

For citation

Chuprik A.A., Baturin A.S., Bulakh K.V., Egorov K.V., Kuzin A.A., Negrov D.V., Zaitsev S.A., Markeev A.M., Lebedinskii I.I., Gornev E.S., Orlov O.M., Zablotskii A.V. Прототип мемристорной ячейки на основе МДМ структур с использованием диэлектрической пленки Hf xAl 1-xO y с переменным составом // Journal of Radio Electronics. – 2013. – No. 6.

References

H. Ishiwara, Ferroelectric Random Access Memories // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2012, Vol. 12, P. 7619, DOI:10.1166/jnn.2012.6651
J.A. Katine, E. E. Fullerton Device implications of spin-transfer torques // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2008, V. 320, I.7, P. 1217, DOI: 10.1016/j.jmmm.2007.12.013
S. Tehrani, JM. Slaughter, M. Deherrera, et al. Magnetoresistive random access memory using magnetic tunnel junctions // Proceedings of the IEEE. 2003, V. 91, I.5, P.7. DOI: 10.1109/JPROC.2003.811804
H.P. Wong, S. Raoux, SB Kim et al. Phase Change Memory // Proceedings of the IEEE. 2010, V. 98, I. 12, P. 2201-2227 DOI: 10.1109/JPROC.2010.2070050
International Technology Roadmap of semiconductors. Редакция 2011 г. http://www.itrs.net/
J. J. Yang, D. B. Strukov and D. R. Stewart, Memristive devices for computing // Nature Nanotechnology. 2013, V. 8, pp. 13-24.
C-H. Ho, Ch-L. Hsu, Ch-Ch. Chen et al. 9nm half-pitch functional resistive memory cell with №1µA programming current using thermally oxidized sub-stoichiometric WOx film // IEDM. 2010, 19.1.1 - 19.1.4
H.Y. Lee, Y.S. Chen, P.S. Chen, et al. Evidence and solution of over-RESET problem for HfOX based resistive memory with sub-ns switching speed and high endurance // IEDM. 2010, 19.7.1 - 19.7.4
M-J. Lee, Ch. B. Lee, D. Lee et al. A fast, high-endurance and scalable non-volatile memory device made from asymmetric Ta2O5-x/TaO2-x bilayer structures // Nature Materials. 2011, V. 10, pp. 625-630.