Cacat elektroda meningkatkan efisiensi memori resistif
Electronics

Cacat elektroda meningkatkan efisiensi memori resistif


Kredit: Daria Sokol / MIPT

Perangkat memori switching resistif menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan teknologi memori komputer yang saat ini digunakan. Para peneliti dari MIPT Atomic Layer Deposition Lab telah bergabung dengan rekan-rekannya dari Korea untuk mempelajari dampak morfologi permukaan elektroda pada properti sel memori switching resistif. Ternyata elektroda yang lebih tebal memiliki kekasaran permukaan yang lebih besar dan dikaitkan dengan karakteristik sel memori yang jauh lebih baik. Temuan penelitian dipublikasikan di Bahan & Antarmuka Terapan ACS.

Beberapa bahan, seperti oksida logam transisi, dapat beralih dari dielektrik ke keadaan konduktif dan kembali pada tegangan yang diberikan. Efek ini mendasari memori akses acak resistif, teknologi yang sangat menjanjikan untuk penyimpanan nonvolatile. Perangkat RRAM yang didasarkan pada oksida logam transisi dicirikan oleh konsumsi energi yang rendah, daya tahan yang tinggi, kemudahan ekstensi, dan pengoperasian yang cepat, yang mendorong banyak perusahaan untuk berinvestasi dalam teknologi ini.

Sel memori resistif adalah struktur berlapis dengan lapisan isolasi yang ditempatkan di antara dua elektroda, tempat tegangan sakelar diterapkan. Sifat-sifat sel bergantung pada bahan di antara elektroda, juga pada komposisi dan bentuk elektroda itu sendiri. Biasanya satu elektroda terbuat dari titanium nitrida dan yang lainnya dari platina. Namun, platina tidak kompatibel dengan teknologi semikonduktor modern karena tidak adanya kemampuan etsa kering. Tidak demikian halnya dengan rutenium, yang memiliki keuntungan lebih lanjut karena cocok untuk deposisi lapisan atom (ALD), memungkinkan pembuatan struktur memori vertikal 3-D.

Penulis bersama studi dan MIPT Ph.D. Mahasiswa Aleksandra Koroleva dari Sekolah Elektronika, Fotonik, dan Fisika Molekuler Universitas berkomentar: “Untuk menyelidiki bagaimana ketebalan elektroda memengaruhi parameter sel memori, kami menumbuhkan elektroda rutenium dengan jumlah siklus pengendapan lapisan atom yang bervariasi. Kami kemudian memeriksa permukaan elektroda menggunakan mikroskop gaya atom. ” Tim menemukan bahwa seiring bertambahnya jumlah lapisan ALD, ukuran butir pada permukaan elektroda meningkat dari 5 menjadi 70 nanometer.

Para peneliti menguji kinerja film ruthenium mereka dengan ketebalan yang berbeda sebagai elektroda bawah dalam RRAM berbasis oksida tantalum, menunjukkan bahwa elektroda yang lebih tebal — dan karena itu lebih kasar — ​​benar-benar meningkatkan karakteristik kinerja utama perangkat memori: stabilitas dan daya tahannya. Peningkatan ketebalan lapisan rutenium menghasilkan resistansi sel memori yang lebih rendah di kedua status dan rasio resistansi yang lebih tinggi antara status resistansi rendah dan tinggi. Meningkatkan kekasaran elektroda juga menurunkan tegangan pembentukan dan switching, dan meningkatkan daya tahan perangkat hingga 50 juta siklus switching yang mengesankan.

Untuk menjelaskan temuan mereka, tim mengusulkan model sederhana yang mencerminkan distribusi medan listrik pada butiran besar di permukaan elektroda rutenium. Penjelasan tersebut dikonfirmasi dengan mikroskop gaya atom konduktif.

“Temuan kami menawarkan wawasan tentang bagaimana sel memori jenis baru dapat sangat ditingkatkan. Film rutenium yang lebih tebal yang digunakan sebagai elektroda memiliki permukaan yang lebih kasar. Hal ini pada gilirannya menimbulkan area medan listrik yang ditingkatkan secara lokal pada lereng butiran yang meningkatkan kunci. karakteristik kinerja perangkat. Kami yakin bahwa penyelidikan kami akan membantu menciptakan perangkat memori yang lebih efisien dan andal di masa mendatang, “tambah rekan penulis studi Andrey Markeev, yang memimpin grup ALD di MIPT.


Struktur mana yang memiliki karakteristik switching resistif optimal?


Informasi lebih lanjut:
Aleksandra A. Koroleva et al, Dampak Morfologi Permukaan Elektroda Ru Lapisan Atom pada Sifat Sakelar Resistif dari Struktur Memori Berbasis TaOx, Bahan & Antarmuka Terapan ACS (2020). DOI: 10.1021 / acsami.0c14810

Disediakan oleh Institut Fisika dan Teknologi Moskow

Kutipan: Ketidaksempurnaan sempurna: Cacat elektroda meningkatkan efisiensi memori resistif (2020, 23 November) diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-imperfection-electrode-defects-boost-resistive.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Hongkong