Hard X-Ray Photoelectron Spectroscopic Study on High-k Dielectrics Based Resistive Random Access Memory

2017 ◽  
Vol 75 (32) ◽  
pp. 39-47
Author(s):  
Takahiro Nagata ◽  
Yoshiyuki Yamashita ◽  
Hideki Yoshikawa ◽  
Toyohiro Chikyow
2013 ◽  
Vol 21 (1) ◽  
pp. 170-176 ◽  
Author(s):  
Hyun Woo Nho ◽  
Jong Yun Kim ◽  
Jian Wang ◽  
Hyun-Joon Shin ◽  
Sung-Yool Choi ◽  
...  

Here, anin situprobe for scanning transmission X-ray microscopy (STXM) has been developed and applied to the study of the bipolar resistive switching (BRS) mechanism in an Al/graphene oxide (GO)/Al resistive random access memory (RRAM) device. To performin situSTXM studies at the CK- and OK-edges, both the RRAM junctions and theI0junction were fabricated on a single Si3N4membrane to obtain local XANES spectra at these absorption edges with more delicateI0normalization. Using this probe combined with the synchrotron-based STXM technique, it was possible to observe unique chemical changes involved in the BRS process of the Al/GO/Al RRAM device. Reversible oxidation and reduction of GO induced by the externally applied bias voltages were observed at the OK-edge XANES feature located at 538.2 eV, which strongly supported the oxygen ion drift model that was recently proposed fromex situtransmission electron microscope studies.


2014 ◽  
Vol 47 (6) ◽  
pp. 065302 ◽  
Author(s):  
Ting Zhang ◽  
Xin Ou ◽  
Weifeng Zhang ◽  
Jiang Yin ◽  
Yidong Xia ◽  
...  

2017 ◽  
Vol 3 (9) ◽  
pp. 1700171 ◽  
Author(s):  
Yi-Ting Tseng ◽  
Po-Hsun Chen ◽  
Ting-Chang Chang ◽  
Kuan-Chang Chang ◽  
Tsung-Ming Tsai ◽  
...  

Micromachines ◽  
2020 ◽  
Vol 11 (10) ◽  
pp. 889
Author(s):  
Xiaofeng Zhao ◽  
Ping Song ◽  
Huiling Gai ◽  
Yi Li ◽  
Chunpeng Ai ◽  
...  

In this study, a Pt/Ag/LZO/Pt resistive random access memory (RRAM), doped by different Li-doping concentrations was designed and fabricated by using a magnetron sputtering method. To determine how the Li-doping concentration affects the crystal lattice structure in the composite ZnO thin films, X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) tests were carried out. The resistive switching behaviors of the resulting Pt/Ag/LZO/Pt devices, with different Li-doping contents, were studied under direct current (DC) and pulse voltages. The experimental results showed that compared with the devices doped with Li-8% and -10%, the ZnO based RRAM device doped by 5% Li-doping presented stable bipolar resistive switching behaviors with DC voltage, including a low switching voltage (<1.0 V), a high endurance (>103 cycles), long retention time (>104 s), and a large resistive switching window. In addition, quick switching between a high-resistance state (HRS) and a low-resistance state (LRS) was achieved at a pulse voltage. To investigate the resistive switching mechanism of the device, a conduction model was installed based on Ag conducting filament transmission. The study of the resulting Pt/Ag/LZO/Pt devices makes it possible to further improve the performance of RRAM devices.


2019 ◽  
pp. 425-425

Энергонезависимая флеш память сохраняет информацию в течении 10 лет при 85 о С и широко используется в системах хранения информации, наряду, с жесткими дисками, и в портативных переносных устройствах: мобильные телефоны, фотовидеокамеры, планшеты, ноутбуки, биометрические паспорта, банковские карты и др. В течении двух десятилетий доминировала флеш память с плавающим затвором, на смену которой пришла TaN-Al2O3- Si3N4-SiO2-Si, TANOS память на основе локализации электронов и дырок на ловушках в нитриде кремния. Несмотря на то, что память на нитриде кремния была открыта в 1967 году, природа ловушек, ответственных за локализацию электронов и дырок в Si3N4, окончательно, была установлена только в 2016 году [1]. В качестве ловушек в Si3N4 выступают кремнийкремниевые Si-Si связи, или кремниевые нанокластеры. Si-Si связи являются амфотерными ловушками, ответственны за локализацию электронов и дырок. Ионизация ловушек в Si3N4 осуществляется многофононным механизмом. Термическая и оптическая энергии ловушек в Si3N4 лежат в диапазоне Wt=1.5±0.1 eV, Wopt=3.0±0.1 eV. В качестве блокирующего слоя в TANOS используется оксид алюминия, Al2O3. Термическая и оптическая энергииловушки, ответственных за проводимость Al2O3 равны Wt=1.5 eV, Wopt=3.0 eV соответственно [2]. В настоящее время интенсивно изучается и разрабатывается резистивная память (Resistive Random Access Memory, ReRAM) на основе нестехиометрических диэлектриков SiOx, SiNx, TaOx, HfOx, TiOx, ZrOx, AlOx [3]. В качестве ловушек в этих материалах, за исключением SiNx выступают вакансии кислорода. Энергии ловушек составляют в SiOx Wt=1.5 eV, Wopt=3.0 eV [4], TaOx Wt=0.85 eV, Wopt=1.7 eV [5,6], HfOx, ZrOx Wt=1.25 eV, Wopt=2.5 eV [7]. В TiOx энергии ловушек не определены. Перенос заряда в TaOx, HfOx, ZrOx лимитируется фонон-облегченным туннелированием между ловушками [8]. В 2011г обнаружен эффект сегнетоэлектрической памяти в тонких пленках нецентросимметричной фазы оксида гафния HfO2. Это привело к разработкам сегнетоэлектрической памяти на оксидах гафния. Мы изучали природу ловушек, ответственных за проводимость сегнетоэлектрической фазы Hf0.5Zr0.5O2. в качестве ловушек в этом материале выступаем вакансия кислорода, ловушка имеет следующие параметры: Wt=1.25 eV, Wopt=2.5 eV [8,9].


2020 ◽  
Vol 12 (2) ◽  
pp. 02008-1-02008-4
Author(s):  
Pramod J. Patil ◽  
◽  
Namita A. Ahir ◽  
Suhas Yadav ◽  
Chetan C. Revadekar ◽  
...  

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document