RU2779436C1 - Method for obtaining an active layer for a formless element of a non-volatile resistive memory - Google Patents
Method for obtaining an active layer for a formless element of a non-volatile resistive memory Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779436C1 RU2779436C1 RU2021139274A RU2021139274A RU2779436C1 RU 2779436 C1 RU2779436 C1 RU 2779436C1 RU 2021139274 A RU2021139274 A RU 2021139274A RU 2021139274 A RU2021139274 A RU 2021139274A RU 2779436 C1 RU2779436 C1 RU 2779436C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filament
- dielectric layer
- electron
- formation
- value
- Prior art date
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 80
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N Hafnium(IV) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910004140 HfO Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 230000002441 reversible Effects 0.000 claims description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 abstract description 20
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 15
- 230000001603 reducing Effects 0.000 abstract description 11
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 10
- 229910004166 TaN Inorganic materials 0.000 description 8
- 235000020127 ayran Nutrition 0.000 description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 8
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N Hafnium Chemical group [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating Effects 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N tin hydride Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Техническое решение относится к технике накопления информации, к вычислительной технике, в частности к элементам памяти электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств, сохраняющих информацию при отключенном питании, к элементам резистивной памяти, и может быть использовано при изготовлении устройств памяти, например, вычислительных машин, микропроцессоров, электронных паспортов, электронных карточек.The technical solution relates to the technique of information accumulation, to computer technology, in particular to memory elements of electrically reprogrammable permanent storage devices that store information when the power is turned off, to resistive memory elements, and can be used in the manufacture of memory devices, for example, computers, microprocessors, electronic passports, electronic cards.
Принцип действия указанных элементов памяти основан на резистивном эффекте в структурах металл - диэлектрик - металл (МДМ структуры), поэтому они получили название резистивные элементы памяти (мемристоры).The principle of operation of these memory elements is based on the resistive effect in metal-dielectric-metal structures (MDM structures), therefore they are called resistive memory elements (memristors).
Работа мемристора основана на эффекте резистивного переключения, который заключается в быстром и обратимом переходе между двумя устойчивыми состояниями с различными сопротивлениями материала активного диэлектрического слоя конструктивного элемента, обеспечивающего филаментарный механизм проводимости в МДМ структуре.The operation of the memristor is based on the effect of resistive switching, which consists in a fast and reversible transition between two stable states with different resistances of the material of the active dielectric layer of the structural element, which provides the filamentary mechanism of conduction in the MIM structure.
В функциональном отношении мемристоры являются аналогами запоминающих элементов существующей флэш-памяти, но по быстродействию и числу допустимых переключений существенно превосходят их. Однако широкому производству устройств памяти на основе мемристоров препятствует разброс величин ключевых параметров мемристоров - напряжений переключения из высокоомного состояния в низкоомное (USET) и обратно (URESET), сопротивлений в низкоомном (RON) и высокоомном (ROFF) состояниях, а также необходимость осуществления операции формовки при первом включении, что связано с филаментарным механизмом проводимости и стохастической природой формирования филамента при операции формовки.In functional terms, memristors are analogues of the memory elements of the existing flash memory, but they are significantly superior in terms of speed and the number of allowable switchings. However, the widespread production of memory devices based on memristors is hindered by the spread in the values of the key parameters of memristors - switching voltages from high-resistance state to low-resistance (U SET ) and vice versa (U RESET ), resistances in low-resistance (R ON ) and high-resistance (R OFF ) states, as well as the need to carry out the molding operation at the first start, which is associated with the filamentary mechanism of conduction and the stochastic nature of the formation of the filament during the molding operation.
Известен способ получения активного слоя для элемента энергонезависимой резистивной памяти (Camilla La Torre, Karsten Flek, Sergej Starschich, Eike Linn, Stephan Menzel «Dependence of the SET switching variability on the initial state in HfOx-based ReRAM», Phys. Status Solidi A 213, No. 2, 316-319 (2016)), включающий нанесение методом магнетронного распыления на предварительно подготовленную подложку со слоем TiN толщиной 30 нм, являющимся одним из электродов, диэлектрического слоя толщиной 7 нм из нестехиометрического оксида HfOx с коэффициентом х, обеспечивающем обратимое резистивное переключение. В качестве подложки используют Si пластину, покрытую термическим оксидом.A known method for obtaining an active layer for an element of non-volatile resistive memory (Camilla La Torre, Karsten Flek, Sergej Starschich, Eike Linn, Stephan Menzel "Dependence of the SET switching variability on the initial state in HfO x -based ReRAM", Phys. Status Solidi A 213, No. 2, 316-319 (2016)), which includes deposition by magnetron sputtering on a preliminarily prepared substrate with a 30 nm thick TiN layer, which is one of the electrodes, a 7 nm thick dielectric layer of non-stoichiometric HfO x oxide with a coefficient x providing reversible resistive switching. As a substrate, a Si plate coated with thermal oxide is used.
Рассмотренный способ не решает техническую проблему разброса электрических параметров мемристоров: напряжений переключения из высокоомного состояния в низкоомное состояние и наоборот, сопротивлений, соответствующих низкоомному и высокоомному состояниям, достижения возможности повышения процента выхода годных изделий и, как следствие, реализации массового производства устройств данного типа памяти, так как для него характерны следующие недостатки.The considered method does not solve the technical problem of the spread of the electrical parameters of memristors: switching voltages from a high-resistance state to a low-resistance state and vice versa, resistances corresponding to low-resistance and high-resistance states, achieving the possibility of increasing the percentage of yield of suitable products and, as a result, the implementation of mass production of devices of this type of memory, because it has the following disadvantages.
Во-первых, получение активного слоя приведенным способом обуславливает значительные среднеквадратичные отклонения величин напряжений переключения из высокоомного состояния (USET) в низкоомное состояние (URESET) и наоборот, а также сопротивлений, соответствующих низкоомному (RON) и высокоомному (ROFF) состояниям.Firstly, obtaining the active layer in the above way causes significant standard deviations of the switching voltages from the high-resistance state (U SET ) to the low-resistance state (U RESET ) and vice versa, as well as the resistances corresponding to the low-resistance (R ON ) and high-resistance (R OFF ) states .
Во-вторых, изготовление активного слоя для мемристоров по данному способу требует проведения операции формовки перед эксплуатацией устройства памяти, без которой невозможна эксплуатация, что приводит к снижению выхода годных изделий.Secondly, the production of an active layer for memristors by this method requires a molding operation before the operation of the memory device, without which operation is impossible, which leads to a decrease in the yield of suitable products.
Причины недостатков заключаются в следующем.The reasons for the shortcomings are as follows.
Для реализации эффекта резистивного переключения в мемристоре необходимо присутствие локальных проводящих каналов (филаментов) в активном слое МДМ структуры, которые обеспечиваются при проведении операции формовки мемристора. Филаменты электрически соединяют друг с другом электроды, между которыми расположен диэлектрический слой. При подаче на мемристор переключающего напряжения URESET, филаменты частично растворяются в материале активного слоя из-за локального разогрева филаментов и окислительно-восстановительной химической реакции на поверхностях филамента. В результате, мемристор переходит в высокоомное состояние с сопротивлением ROFF. При подаче на мемристор переключающего напряжения USET, на поверхности филамента окислительно-восстановительная реакция протекает в противоположном направлении, что приводит к восстановлению филамента и переходу мемристора в низкоомное состояние с сопротивлением RON.To implement the effect of resistive switching in a memristor, it is necessary to have local conducting channels (filaments) in the active layer of the MIM structure, which are provided during the operation of forming the memristor. The filaments electrically connect the electrodes to each other, between which there is a dielectric layer. When a switching voltage U RESET is applied to the memristor, the filaments partially dissolve in the active layer material due to local heating of the filaments and a redox chemical reaction on the filament surfaces. As a result, the memristor goes into a high-resistance state with resistance R OFF . When a switching voltage U SET is applied to the memristor, the redox reaction proceeds in the opposite direction on the surface of the filament, which leads to the restoration of the filament and the transition of the memristor to a low-resistance state with resistance R ON .
В мемристоре, в котором активный слой получен приведенным способом, локализация филаментов при их формировании в активном слое, расположенном между электродами, происходит случайным образом. Кроме этого, количество филаментов, формирующихся при операции формовки мемристора, также является случайной величиной. Случайный характер формирования филаментов может быть обусловлен наличием неконтролируемых микрошероховатостей поверхностей гетерограниц в МДМ структуре в сочетании с неконтролируемой неоднородностью качества активного диэлектрического слоя. Основные электрические параметры мемристора определяются формой, размерами филамента и их количеством в активном слое. Поэтому разброс электрических параметров мемристоров, изготовленных приведенным способом, определяется случайным характером формирования филаментов в активном слое.In a memristor in which the active layer is obtained by the above method, the localization of filaments during their formation in the active layer located between the electrodes occurs randomly. In addition, the number of filaments formed during the memristor forming operation is also a random variable. The random nature of the formation of filaments can be due to the presence of uncontrolled microroughness of the surfaces of heterointerfaces in the MIM structure in combination with the uncontrolled inhomogeneity of the quality of the active dielectric layer. The main electrical parameters of the memristor are determined by the shape, size of the filament and their number in the active layer. Therefore, the spread of the electrical parameters of memristors fabricated by the above method is determined by the random nature of the formation of filaments in the active layer.
В качестве ближайшего аналога принят способ получения активного слоя для элемента энергонезависимой резистивной памяти (описание к патенту РФ №2611580 на изобретение, опубликовано 28.02.2017), включающий нанесение на предварительно подготовленную подложку ионно-лучевым распылением-осаждением Hf мишени в кислородсодержащей атмосфере диэлектрического слоя с заданием его стехиометрического состава х с х<2 парциальным давлением кислорода, которое выбирают величиной от 2×10-4 Па до 1×10-2 Па, включая указанные значения.As the closest analogue, a method for obtaining an active layer for an element of non-volatile resistive memory (description of the patent of the Russian Federation No. 2611580 for the invention, published on February 28, 2017) is adopted, including deposition of a target in an oxygen-containing atmosphere of a dielectric layer with setting its stoichiometric composition x with x<2 partial pressure of oxygen, which is chosen from 2×10 -4 Pa to 1×10 -2 Pa, including the indicated values.
Раскрытый в описании к указанному патенту способ также не решает техническую проблему разброса электрических параметров мемристоров: напряжений переключения из высокоомного состояния в низкоомное состояние и наоборот, сопротивлений, соответствующих низкоомному и высокоомному состояниям, достижения возможности повышения процента выхода годных изделий и, как следствие, реализации массового производства устройств данного типа памяти, так как для него характерны недостатки и обуславливающие их причины, которые приведены в отношении вышерассмотренного аналога.The method disclosed in the description of the said patent also does not solve the technical problem of the spread of electrical parameters of memristors: switching voltages from a high-resistance state to a low-resistance state and vice versa, resistances corresponding to the low-resistance and high-resistance states, achieving the possibility of increasing the percentage of yield of suitable products and, as a result, the implementation of mass production of devices of this type of memory, since it is characterized by shortcomings and the reasons for them, which are given in relation to the above-considered analogue.
Предлагаемый способ получения активного слоя для элемента энергонезависимой резистивной памяти направлен на решение технической проблемы разброса электрических параметров элементов памяти (мемристоров) - напряжений переключения из высокоомного состояния в низкоомное состояние и наоборот, сопротивлений, соответствующих низкоомному и высокоомному состояниям, достижения возможности повышения процента выхода годных изделий и, как следствие, реализации массового производства устройств данного типа памяти за счет достигаемого технического результата.The proposed method for obtaining an active layer for an element of non-volatile resistive memory is aimed at solving the technical problem of the spread of electrical parameters of memory elements (memristors) - switching voltages from a high-resistance state to a low-resistance state and vice versa, resistances corresponding to low-resistance and high-resistance states, achieving the possibility of increasing the percentage of yield of suitable products and, as a consequence, the implementation of mass production of devices of this type of memory due to the achieved technical result.
Техническим результатом является: - кратное снижение среднеквадратичного отклонения величин напряжений переключения из высокоомного состояния (USET) в низкоомное состояние (URESET) и наоборот, а также сопротивлений, соответствующих низкоомному (RON) и высокоомному (ROFF) состояниям;The technical result is: - a multiple reduction in the standard deviation of the switching voltage values from the high-resistance state (U SET ) to the low-resistance state (U RESET ) and vice versa, as well as the resistances corresponding to the low-resistance (R ON ) and high-resistance (R OFF ) states;
- устранение необходимости проведения формовки в отношении элементов памяти (мемристоров) перед вводом в эксплуатацию устройства данного типа памяти.- elimination of the need for molding in relation to memory elements (memristors) before commissioning a device of this type of memory.
Технический результат достигается способом получения активного слоя для элемента энергонезависимой резистивной памяти, включающим формирование на предварительно подготовленной подложке диэлектрического слоя нестехиометрического оксида гафния HfOx с составом х<2, обеспечивающим резистивное переключение, при этом в отношении диэлектрического слоя осуществляют локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента, при этом облучают электронным пучком участок поверхности диэлектрического слоя по площади, сопоставимый с поперечным размером филамента, при значении энергии электронов в пучке, согласованном с толщиной диэлектрического слоя для формирования филамента с протяжением его в активном слое от бомбардируемой электронами поверхности до расположенной напротив поверхности, с флюенсом электронов, равным минимальному значению или более его, обеспечивающему локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента, способного к реализации резистивного переключения - быстрого и обратимого перехода между двумя устойчивыми состояниями с различными сопротивлениями материала активного слоя, но не более значения флюенса, обеспечивающего локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента, не способного к реализации резистивного переключения.The technical result is achieved by a method for obtaining an active layer for a non-volatile resistive memory element, including the formation of a dielectric layer of non-stoichiometric hafnium oxide HfO x with a composition x<2 on a previously prepared substrate, providing resistive switching, while local electron-beam crystallization is carried out with respect to the dielectric layer with the formation filament, while irradiating with an electron beam a portion of the surface of the dielectric layer in area comparable to the transverse size of the filament, at the value of the electron energy in the beam, consistent with the thickness of the dielectric layer to form a filament with its extension in the active layer from the surface bombarded by electrons to the opposite surface, with an electron fluence equal to or greater than the minimum value, which ensures local electron-beam crystallization with the formation of a filament capable of implementing resistive switching ii - fast and reversible transition between two stable states with different resistances of the active layer material, but not more than the value of the fluence, providing local electron-beam crystallization with the formation of a filament that is not capable of resistive switching.
В способе формирование на предварительно подготовленной подложке диэлектрического слоя нестехиометрического оксида гафния HfOx с составом х<2, обеспечивающим резистивное переключение, а именно, со значением х, характеризующим состав, от 1,78±0,1 до 1,81±0,1.In the method, formation on a preliminarily prepared substrate of a dielectric layer of non-stoichiometric hafnium oxide HfO x with composition x<2, providing resistive switching, namely, with x value characterizing the composition, from 1.78±0.1 to 1.81±0.1 .
В способе облучают электронным пучком участок поверхности диэлектрического слоя по площади, сопоставимый с поперечным размером филамента, а именно, участок площадью от 5×5 нм2 до 80×80 нм2, включая указанные значения.In the method, an area of the surface of the dielectric layer is irradiated with an electron beam in area comparable to the transverse size of the filament, namely, an area from 5×5 nm 2 to 80×80 nm 2 , including the indicated values.
В способе толщину диэлектрического слоя выбирают, равной от 3 нм до 50 нм, включая указанные значения, а значение энергии электронов в пучке, согласованное с толщиной диэлектрического слоя для формирования филамента с протяжением его в активном слое от бомбардируемой электронами поверхности до расположенной напротив поверхности, выбирают при толщине 3 нм, равным 1,3 кэВ или более, а при толщине 50 нм - 6,1 кэВ или более, с увеличением минимального значения энергии, задаваемого интервалом 1,3 кэВ - 6,1 кэВ, при увеличении толщины от 3 нм до 50 нм.In the method, the thickness of the dielectric layer is chosen to be from 3 nm to 50 nm, including the indicated values, and the value of the electron energy in the beam, consistent with the thickness of the dielectric layer for forming a filament with its extension in the active layer from the surface bombarded by electrons to the opposite surface, is chosen at a thickness of 3 nm, equal to 1.3 keV or more, and at a thickness of 50 nm - 6.1 keV or more, with an increase in the minimum energy value set by the interval 1.3 keV - 6.1 keV, with an increase in thickness from 3 nm up to 50 nm.
В способе флюенс электронов, равный минимальному значению или более его, обеспечивающему локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента, способного к реализации резистивного переключения - быстрого и обратимого перехода между двумя устойчивыми состояниями с различными сопротивлениями материала активного слоя, но не более значения флюенса, обеспечивающего локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента, не способного к реализации резистивного переключения, задан интервалом от 1,91⋅1022 см-2 до 2,96⋅1023 см-2, включая указанные значения.In the method, the electron fluence is equal to or greater than the minimum value providing local electron-beam crystallization with the formation of a filament capable of implementing resistive switching - a fast and reversible transition between two stable states with different resistances of the active layer material, but not more than the fluence value providing local electron-beam crystallization with the formation of a filament that is not capable of implementing resistive switching, is set in the range from 1.91⋅10 22 cm -2 to 2.96⋅10 23 cm -2 , including the indicated values.
Сущность технического решения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми фигурами.The essence of the technical solution is illustrated by the following description and the attached figures.
На Фиг. 1 схематически представлено изготовление активного слоя, обеспечивающего филаментарный механизм проводимости в стадии проведения локальной электронно-лучевой кристаллизацией осажденного диэлектрического слоя нестехиометрического оксида металла, где: 1 - подложка; 2 - расположенный на подложке электрод; 3 - диэлектрический слой; 4 - пучок электронов; 5 - область электронно-лучевого воздействия.On FIG. 1 schematically shows the manufacture of an active layer that provides a filamentary conduction mechanism at the stage of local electron-beam crystallization of a deposited non-stoichiometric metal oxide dielectric layer, where: 1 - substrate; 2 - electrode located on the substrate; 3 - dielectric layer; 4 - electron beam; 5 - area of electron-beam exposure.
На Фиг. 2 схематически представлен готовый мемристор, где: 1 - подложка; 2 -расположенный на подложке электрод; 3 - диэлектрический слой; 6 - область локальной электронно-лучевой кристаллизации; 7 - расположенный на активном слое электрод.On FIG. 2 schematically shows the finished memristor, where: 1 - substrate; 2 - electrode located on the substrate; 3 - dielectric layer; 6 - area of local electron-beam crystallization; 7 - electrode located on the active layer.
На Фиг. 3 представлены вольтамперные характеристики (ВАХ) для мемристоров TaN/HfOx/Ni (х=1,80) при толщине активного слоя 30 нм с активным слоем, выполненным с использованием электронно-лучевого воздействия, характеризуемого площадью 50×38 нм2 и флюенсом электронов 1,97⋅1023 см-2, где: 8 - ВАХ, соответствующие высокоомному состоянию мемристора; 9 - ВАХ, соответствующие низкоомному состоянию мемристора.On FIG. 3 shows the current-voltage characteristics (CVC) for TaN/HfO x /Ni memristors (x=1.80) with an active layer thickness of 30 nm with an active layer made using electron beam exposure, characterized by an area of 50 × 38 nm 2 and an electron fluence 1.97⋅10 23 cm -2 , where: 8 - CVC corresponding to the high-resistance state of the memristor; 9 - CVC corresponding to the low-resistance state of the memristor.
На Фиг. 4 представлены ВАХ для мемристоров TaN/HfOx/Ni (х=1,80) при толщине активного слоя 30 нм с активным слоем, выполненным с использованием электроннолучевого воздействия, характеризуемого площадью 50×38 нм2 и флюенсом электронов 2,96⋅1023 см-2, где: 8 - ВАХ, соответствующие высокоомному состоянию мемристора; 9 - ВАХ, соответствующие низкоомному состоянию мемристора.On FIG. Figure 4 shows the current-voltage characteristics for TaN/HfO x /Ni memristors (x=1.80) with an active layer thickness of 30 nm with an active layer made using electron beam action, characterized by an area of 50 × 38 nm 2 and an electron fluence of 2.96⋅10 23 cm -2 , where: 8 - CVC corresponding to the high-resistance state of the memristor; 9 - CVC corresponding to the low-resistance state of the memristor.
На Фиг. 5 представлены функции распределения напряжений переключения из высокоомного состояния в низкоомное состояние и обратно для мемристоров TaN/HfOx/Ni (х=1,80) при толщине активного слоя 30 нм: где 10 - кривая, соответствующая функции распределения напряжения переключения из высокоомного состояния в низкоомное состояние для мемристора с активным слоем, выполненным без электронно-лучевого воздействия; 11 - кривая, соответствующая функции распределения напряжения переключения из высокоомного состояния в низкоомное состояние для мемристора с активным слоем, выполненным с использованием электронно-лучевого воздействия, характеризуемого площадью 50×38 нм2 и используемым флюенсом электронов 2,96⋅1023 см-2; 12 - кривая, соответствующая функции распределения напряжения переключения из низкоомного состояния в высокоомное состояние для мемристора с активным слоем, выполненным без электронно-лучевого воздействия; 13 - кривая, соответствующая функции распределения напряжения переключения из низкоомного состояния в высокоомное состояние для мемристора с активным слоем, выполненным с использованием электронно-лучевого воздействия, характеризуемого площадью 50×38 нм2 и используемым флюенсом 2,96⋅1023 см-2.On FIG. 5 shows the switching voltage distribution functions from the high-resistance state to the low-resistance state and vice versa for TaN/HfO x /Ni (х=1.80) memristors with an active layer thickness of 30 nm: low-resistance state for a memristor with an active layer made without electron-beam exposure; 11 is a curve corresponding to the distribution function of the switching voltage from a high-resistance state to a low-resistance state for a memristor with an active layer made using electron beam action, characterized by an area of 50×38 nm 2 and an electron fluence used of 2.96×10 23 cm -2 ; 12 is a curve corresponding to the voltage distribution function of switching from a low-resistance state to a high-resistance state for a memristor with an active layer made without electron beam exposure; 13 is a curve corresponding to the voltage distribution function of switching from a low-resistance state to a high-resistance state for a memristor with an active layer made using electron beam action, characterized by an area of 50×38 nm 2 and a used fluence of 2.96×10 23 cm -2 .
На Фиг. 6 представлены функции распределения сопротивлений мемристоров TaN/HfOx/Ni (х=1,80) при толщине активного слоя 30 нм, с демонстрацией экспериментальных данных (символы) и расчетных данных для логнормального распределения (линии): где 14 - кривая, соответствующая функции распределения сопротивления в низкоомном состоянии для мемристора с активным слоем, выполненным без электронно-лучевого воздействия; 15 - кривая, соответствующая функции распределения сопротивления в низкоомном состоянии для мемристора с активным слоем, выполненным с использованием электронно-лучевого воздействия, характеризуемого площадью 50×38 нм2 и используемым флюенсом 2,96⋅1023 см-2; 16 - кривая, соответствующая функции распределения сопротивления в высокоомном состоянии для мемристора с активным слоем, выполненным с использованием электронно-лучевого воздействия, характеризуемого площадью 50×38 нм2 и используемым флюенсом 2,96⋅1023 см-2; 17 - кривая, соответствующая функции распределения сопротивления в высокоомном состоянии для мемристора с активным слоем, выполненным без электронно-лучевого воздействия.On FIG. Figure 6 shows the distribution functions of the resistances of the TaN/HfO x /Ni memristors (x=1.80) with an active layer thickness of 30 nm, with a demonstration of experimental data (symbols) and calculated data for a lognormal distribution (lines): where 14 is the curve corresponding to the function distribution of resistance in a low-resistance state for a memristor with an active layer made without electron-beam exposure; 15 is a curve corresponding to the resistance distribution function in the low-resistance state for a memristor with an active layer made using electron beam action, characterized by an area of 50×38 nm 2 and a used fluence of 2.96×10 23 cm -2 ; 16 is a curve corresponding to the resistance distribution function in the high-resistance state for a memristor with an active layer made using electron beam action, characterized by an area of 50×38 nm 2 and a fluence of 2.96×10 23 cm -2 ; 17 is a curve corresponding to the resistance distribution function in the high-resistance state for a memristor with an active layer made without electron beam action.
Достижение технического результата и решение технической проблемы обеспечивается следующим образом.The achievement of the technical result and the solution of the technical problem is provided as follows.
Предлагаемый способ базируется на использовании локальной электронно-лучевой кристаллизации после осаждения диэлектрического слоя 3 на подготовленную подложку 1 с проводящим электродом 2 (Фиг. 1) для формирования филамента. В известных технических решениях для формирования филамента необходима операция формовки. Для проведения операции формовки требуется прикладывать напряжение к электродам, которое существенно больше напряжений переключения мемристора USET и URESET. В матрицах памяти большого объема применение операции формовки приводит к разрушению отдельных ячеек памяти, что сдерживает в настоящее время внедрение резистивной памяти в массовое производство. При использовании электронно-лучевой кристаллизации после операции формирования диэлектрического слоя необходимость в формовке отпадает, поскольку филамент получают путем воздействия пучка электронов 4 с образованием в диэлектрическом слое 3 области электронно-лучевого воздействия 5 (Фиг. 1), в которой при достижении определенного значения флюенса электронов формируется область локальной электронно-лучевой кристаллизации 6 (Фиг. 2), образующая филамент.The proposed method is based on the use of local electron-beam crystallization after deposition of the
В отличие от технических решений, представленных в разделе, характеризующем уровень техники, настоящего описания в предлагаемом способе под воздействием электронного луча в диэлектрическом слое 3 происходит процесс кристаллизации, и образуется один филамент, соответствующий одной паре электродов мемристора - расположенному на подложке электроду 2 и расположенному на активном слое электроду 7 (Фиг. 2). При изготовлении матрицы мемристоров, в каждом мемристоре будет сформирован всего один филамент. Причем если для всех мемристоров подбор параметров электронного облучения для формирования филамента выполнен одинаковым, электрофизические свойства филаментов будут близки, несмотря на неконтролируемую неоднородность качества диэлектрика и гетерограниц металл-диэлектрик.In contrast to the technical solutions presented in the section characterizing the prior art of the present description, in the proposed method, under the influence of an electron beam, a crystallization process occurs in the
В публикации (Gerasimova А.K., Aliev V. Sh., Krivyakin G.K., Voronkovskii V.A. Comparative study of electron-beam crystallization of amorphous hafnium oxides HfO2 and HfOx (x=1.82) //SN Applied Sciences. - 2020. - Vol. 2. - No. 7. - P. 1-7) экспериментально показана возможность локальной электронно-лучевой кристаллизации аморфной пленки HfOx с х=1,82, являющейся диэлектрическим слоем нестехиометрического оксида металла (МеОх) с составом х, обеспечивающим резистивное переключение. Установлено, что указанная кристаллизация происходит с образованием кристаллических фаз Hf и HfO2. Опубликованный результат получил дальнейшее развитие при разработке предлагаемого способа. В целях достижения технического результата и решения технической проблемы предлагаемым способом определены условия осуществления локальной электронно-лучевой кристаллизации диэлектрического слоя нестехиометрического оксида гафния с составом х, обеспечивающим резистивное переключение.In the publication (Gerasimova A.K., Aliev V. Sh., Krivyakin GK, Voronkovskii VA Comparative study of electron-beam crystallization of amorphous hafnium oxides HfO 2 and HfO x (x=1.82) //SN Applied Sciences. - 2020. - Vol. 2. - No. 7. - P. 1-7) the possibility of local electron-beam crystallization of an amorphous film HfO x with x = 1.82, which is a dielectric layer of non-stoichiometric metal oxide (MeO x ) with composition x, has been experimentally shown, providing resistive switching. It has been established that this crystallization occurs with the formation of crystalline phases of Hf and HfO 2 . The published result was further developed in the development of the proposed method. In order to achieve a technical result and solve a technical problem, the proposed method determines the conditions for the implementation of local electron-beam crystallization of a dielectric layer of non-stoichiometric hafnium oxide with composition x, which provides resistive switching.
Во-первых, осуществление локальной электронно-лучевой кристаллизации в отношении диэлектрического слоя необходимо проводить в отношении слоя нестехиометрического оксида гафния HfOx, в котором состав, определяемый параметром х, соответствует таким значениям, при которых наблюдается эффект резистивного переключения в мемристорах, изготовленных на основе указанного оксида. Так, значение х (отношение концентраций атомов кислорода и гафния в пленке оксида) должно находиться в диапазоне от 1,78±0,1 до 1,81±0,1.First, the implementation of local electron-beam crystallization in relation to the dielectric layer must be carried out in relation to the layer of non-stoichiometric hafnium oxide HfO x in which the composition determined by the parameter x corresponds to such values at which the effect of resistive switching is observed in memristors made on the basis of the specified oxide. Thus, the value of x (the ratio of the concentrations of oxygen and hafnium atoms in the oxide film) should be in the range from 1.78±0.1 to 1.81±0.1.
Во-вторых, толщина диэлектрического слоя HfOx предпочтительна от 3 до 50 нм, включая указанные значения. Нижняя граница обусловлена высокой проводимостью мемристора из-за квантово-размерных эффектов при малых толщинах оксида и шероховатостью гетерограницы металл-диэлектрик. Верхняя граница на практике, как правило, определяется технологическими факторами, а именно, совместимостью с другими слоями, которые могут присутствовать в интегральной схеме, например со слоем металлизации. Толщина, соответствующая верхней границе, в большинстве случаев не превышает 50 нм.Secondly, the thickness of the dielectric layer of HfO x is preferably from 3 to 50 nm, including the indicated values. The lower limit is due to the high conductivity of the memristor due to quantum size effects at small oxide thicknesses and the roughness of the metal–insulator heterointerface. The upper limit in practice is usually determined by technological factors, namely, compatibility with other layers that may be present in the integrated circuit, for example with a metallization layer. The thickness corresponding to the upper limit does not exceed 50 nm in most cases.
В-третьих, исходя из предлагаемого способа, толщина диэлектрического слоя HfOx и величина энергии пучка электронов, воздействующих на него в целях осуществления локальной электронно-лучевой кристаллизации, должны быть согласованы. Необходимо обеспечить формирование филамента, протяженного от одной поверхности до другой поверхности активного слоя, поверхностей, расположенных напротив друг друга и связанных с примыкающими к ним электродами (см. Фиг. 1 и Фиг. 2). В противном случае изготовленный бесформовочный мемристор окажется нерабочим. Согласование заключается в реализации соблюдения условий, при которых бомбардирующие диэлектрический слой 3 электроны будут проходить его насквозь. Вопрос о глубине проникновения электронов вглубь твердого тела не очевиден, требует отдельного рассмотрения.Thirdly, based on the proposed method, the thickness of the HfO x dielectric layer and the energy of the electron beam acting on it in order to implement local electron beam crystallization must be consistent. It is necessary to ensure the formation of a filament extended from one surface to another surface of the active layer, surfaces located opposite each other and connected to adjacent electrodes (see Fig. 1 and Fig. 2). Otherwise, the manufactured moldless memristor will be inoperative. Coordination consists in the implementation of compliance with the conditions under which the electrons bombarding the
Максимальная глубина проникновения первичных электронов в мишень, по грубой оценке, определяется полуэмпирической формулой Канайя-Окаяма (Kanaya K.А., Okayama S. Penetration and energy-loss theory of electrons in solid targets //Journal of Physics D: Applied Physics. - 1972. - Vol. 5. - No. 1. - P. 43; Dapor M. Monte Carlo simulation of the energy deposited by few keV electrons penetrating in thick targets //Physics Letters A. - 1991. -Vol. 158. -No. 8. -P. 425-430):The maximum depth of penetration of primary electrons into the target, according to a rough estimate, is determined by the Kanaya-Okayama semi-empirical formula (Kanaya K.A., Okayama S. Penetration and energy-loss theory of electrons in solid targets //Journal of Physics D: Applied Physics. - 1972. - Vol. 5. - No. 1. - P. 43; Dapor M. Monte Carlo simulation of the energy deposited by few keV electrons penetrating in thick targets //Physics Letters A. - 1991. - Vol. 158. - No. 8.-P. 425-430):
R - максимальная глубина проникновения падающих электронов в мишень (см);R is the maximum penetration depth of the incident electrons into the target (cm);
Е - энергия падающих электронов (эВ);E is the energy of the incident electrons (eV);
Ke=3,6⋅10-14 эВ5/3⋅см2;K e \u003d 3.6 ⋅ 10 -14 eV 5/3 ⋅ cm 2 ;
N=NAρ/ А - количество атомов в единице объема мишени;N=N A ρ/ A is the number of atoms per unit volume of the target;
NA=6,023⋅1023 моль-1 - число Авогадро;N A =6.023⋅10 23 mol -1 - Avogadro's number;
ρ - плотность материала мишени (г/см3);ρ is the density of the target material (g/cm 3 );
А - атомная масса (г/моль);A - atomic mass (g / mol);
Z - атомный номер материала мишени.Z is the atomic number of the target material.
Необходимо отметить, что данная формула дает хорошее согласие с экспериментальными данными для энергий падающих электронов от 10 до 1000 кэВ.It should be noted that this formula gives good agreement with experimental data for incident electron energies from 10 to 1000 keV.
В контексте оценки глубины проникновения электронов под воздействием электронного луча уместно дать оценку не максимальной глубине проникновения падающих электронов, а диффузионной длине xD, определяющей глубину, на которой энергия падающего электрона уменьшается в е раз (Kanaya K.A., Okayama S. Penetration and energy-loss theory of electrons in solid targets //Journal of Physics D: Applied Physics. -1972. -Vol. 5. -No. 1. -P. 43):In the context of assessing the penetration depth of electrons under the influence of an electron beam, it is appropriate to estimate not the maximum penetration depth of incident electrons, but the diffusion length x D , which determines the depth at which the energy of an incident electron decreases by a factor of e (Kanaya KA, Okayama S. Penetration and energy-loss theory of electrons in solid targets // Journal of Physics D: Applied Physics - 1972 - Vol. 5 - No. 1 - P. 43):
Используя эту формулу, можно оценить минимальную необходимую энергию падающего электрона для диэлектрического слоя нестехиометрического оксида металла, например, для слоя оксида гафния HfOx с х=1,82 толщиной 50 нм. Поскольку исследований по установлению плотности (ρ) нестехиометрических слоев оксида гафния не проводилось, данные отсутствуют, величину ρ примем, равной 9,68 г/см3, то есть, равной известной плотности для стехиометрического слоя HfO2. Атомные массы для гафния и кислорода известны и составляют AHf=178,486 и AO=15,999 г/моль, соответственно. В таком случае, среднюю величину А для слоя оксида гафния можно условно рассчитать по формуле А=(AHf+х⋅AO), она равна 207,604 г/моль. Атомные номера для гафния и кислорода также известны и составляют ZHf=72 и ZO=8, соответственно. Среднюю величину Z можно рассчитать по аналогичной для атомной массы формуле, в результате чего получается величина, равная 86,56. В таком случае, для минимальной необходимой толщины слоя HfOx, равной 3 нм, минимальная энергия падающего электрона, при которой величина xd будет совпадать с толщиной слоя, составляет 1,3 кэВ, а для верхней границы толщины слоя, равной в 50 нм, - 6,1 кэВ.Using this formula, it is possible to estimate the minimum required incident electron energy for a dielectric layer of non-stoichiometric metal oxide, for example, for a layer of hafnium oxide HfO x with x=1.82 with a thickness of 50 nm. Since there have been no studies on establishing the density (ρ) of non-stoichiometric layers of hafnium oxide, there are no data, the value of ρ will be taken equal to 9.68 g/cm 3 , that is, equal to the known density for the stoichiometric layer of HfO 2 . The atomic masses for hafnium and oxygen are known and are A Hf =178.486 and A O =15.999 g/mol, respectively. In this case, the average A value for the hafnium oxide layer can be conditionally calculated by the formula A=(A Hf +x⋅A O ), it is equal to 207.604 g/mol. The atomic numbers for hafnium and oxygen are also known and are Z Hf =72 and Z O =8, respectively. The average value of Z can be calculated using a similar formula for atomic mass, resulting in a value equal to 86.56. In this case, for the minimum required thickness of the HfO x layer, equal to 3 nm, the minimum energy of the incident electron, at which the x d value will coincide with the layer thickness, is 1.3 keV, and for the upper limit of the layer thickness, equal to 50 nm, - 6.1 keV.
Следует отметить, что типичные значения энергии электронов, применяемых на практике, составляют от 15 до 200 кэВ, что значительно превышает полученные при оценке значения и обеспечивает возможность реализации предлагаемого способа.It should be noted that the typical values of the electron energy used in practice range from 15 to 200 keV, which significantly exceeds the values obtained in the evaluation and makes it possible to implement the proposed method.
Относительно выбора именно электронов для проведения локальной кристаллизации осажденного диэлектрического слоя нестехиометрического оксида металла отметим следующее.Regarding the choice of electrons for local crystallization of the deposited dielectric layer of nonstoichiometric metal oxide, we note the following.
Экспериментально установлено (Gerasimova А.K., Aliev V. Sh., Krivyakin G.K., Voronkovskii V. A. Comparative study of electron-beam crystallization of amorphous hafnium oxides HfO2 and HfOx (x=1.82) //SN Applied Sciences. - 2020. - Vol. 2. - No. 7. - P. 1-7), что при воздействии пучка электронов в отношении диэлектрического слоя нестехиометрического оксида металла, являющегося аморфным слоем, в области воздействия происходит образование и разрастание кристаллических фаз. Локальная кристаллизация под воздействием электронного пучка, по всей видимости, происходит за счет интенсивного разогрева диэлектрического слоя нестехиометрического оксида металла до температур, обуславливающих указанную кристаллизацию. Таким образом, использование электронов в этом отношении является оптимальным. Облучение же более тяжелыми частицами, ионами, не приведет к желаемому результату из-за большой массы ионов по сравнению с массой электронов. Масса облучающих ионов по порядку величины сопоставима с массами атомов указанных нестехиометрических оксидов диэлектрических слоев, и, таким образом, при воздействии ионов их импульс эффективно передается атомам диэлектрического слоя. Это является причиной выбивания атомов обрабатываемого слоя. Таким образом, при обработке ионами может происходить не только разогрев и кристаллизация, но и распыление обрабатываемого слоя. Масса электрона приблизительно в 103 раз меньше, в частности, атомов оксида гафния. В связи с этим падающий высокоэнергетичный электрон не приводит к выбиванию атомов слоя оксида гафния, а благодаря электрон-электронному взаимодействию, обеспечивает возбуждение электронной подсистемы атомов в области его падения и проникновения вглубь диэлектрического слоя. Тепловая релаксация возбужденной электронной подсистемы в свою очередь приводит к локальному разогреву и ядерной подсистемы. Поэтому использование электронов при реализации предлагаемого способа является предпочтительным.Experimentally established (Gerasimova A.K., Aliev V. Sh., Krivyakin GK, Voronkovskii VA Comparative study of electron-beam crystallization of amorphous hafnium oxides HfO 2 and HfO x (x=1.82) //SN Applied Sciences. - 2020. - Vol. 2. - No. 7. - P. 1-7) that when exposed to an electron beam in relation to the dielectric layer of non-stoichiometric metal oxide, which is an amorphous layer, the formation and growth of crystalline phases occurs in the area of influence. Local crystallization under the action of an electron beam, most likely, occurs due to the intense heating of the dielectric layer of nonstoichiometric metal oxide to temperatures that cause the indicated crystallization. Thus, the use of electrons in this respect is optimal. Irradiation with heavier particles, ions, will not lead to the desired result due to the large mass of ions compared to the mass of electrons. The mass of the irradiating ions is comparable in order of magnitude to the masses of the atoms of these nonstoichiometric oxides of the dielectric layers, and thus, when exposed to ions, their momentum is effectively transferred to the atoms of the dielectric layer. This is the reason for knocking out the atoms of the processed layer. Thus, during treatment with ions, not only heating and crystallization can occur, but also spraying of the treated layer. The mass of an electron is approximately 10 3 times less than, in particular, atoms of hafnium oxide. In this regard, the incident high-energy electron does not lead to knocking out the atoms of the hafnium oxide layer, but due to the electron-electron interaction, it provides excitation of the electronic subsystem of atoms in the region of its fall and penetration deep into the dielectric layer. Thermal relaxation of the excited electronic subsystem, in turn, leads to local heating of the nuclear subsystem as well. Therefore, the use of electrons in the implementation of the proposed method is preferable.
В-четвертых, определены значения флюенса электронов, при которых достигается указанный технический результат.Fourth, the values of the electron fluence are determined, at which the specified technical result is achieved.
Величина флюенса электронов Ф описывается выражением 
Ne - количество электронов, прошедших через площадку площадью S за время t, IЭ - ток пучка электронов, q - заряд электрона.N e is the number of electrons that have passed through the area S in time t, I E is the current of the electron beam, q is the charge of the electron.
С одной стороны, минимальное значение флюенса должно обеспечить возможность локальной электронно-лучевой кристаллизации, приводящей к формированию филамента в диэлектрическом слое нестехиометрического оксида металла. С другой стороны, максимальное значение флюенса должно обеспечить возможность локальной электронно-лучевой кристаллизации, не препятствующей реализации в отношении филамента в диэлектрическом слое нестехиометрического оксида металла его способности к частичному растворению в ходе окислительно-восстановительной реакции и/или изменению размеров, за счет чего осуществляется переключение элемента памяти из низкоомного состояния в высокоомное состояние при его работе. Таким образом, минимальное значение флюенса обеспечивает наличие филамента, обладающего указанной способностью, а максимальное значение флюенса не приводит к утрате филаментом указанной способности. Облучение проводят с использованием величины флюенса электронов, равной минимальному значению или более его, обеспечивающему локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента, способного к реализации резистивного переключения - быстрого и обратимого перехода между двумя устойчивыми состояниями с различными сопротивлениями материала активного слоя, но не более значения флюенса, обеспечивающего локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента, не способного к реализации резистивного переключения.On the one hand, the minimum value of the fluence should provide the possibility of local electron beam crystallization leading to the formation of a filament in the dielectric layer of a nonstoichiometric metal oxide. On the other hand, the maximum value of the fluence should provide the possibility of local electron beam crystallization, which does not prevent the filament in the dielectric layer of the nonstoichiometric metal oxide from realizing its ability to partially dissolve during the redox reaction and/or change the size, due to which the switching memory element from a low-resistance state to a high-resistance state during its operation. Thus, the minimum value of the fluence ensures the presence of a filament with the specified ability, and the maximum value of the fluence does not lead to the loss of the specified ability by the filament. Irradiation is carried out using an electron fluence value equal to or greater than the minimum value, which ensures local electron beam crystallization with the formation of a filament capable of implementing resistive switching - a fast and reversible transition between two stable states with different resistances of the active layer material, but not more than fluence, which provides local electron-beam crystallization with the formation of a filament that is not capable of implementing resistive switching.
Минимальное значение флюенса при обработке диэлектрического слоя нестехиометрического оксида гафния была определена с помощью вышеприведенной формулы при параметрах: HfOx с х=1,82, толщиной 30 нм, пучке электронов с диаметром d=50 нм и токе электронов IЭ=1 нА, времени облучения t=60 с. В этом случае, минимальная величина флюенса электронов, необходимая для локальной электронно-лучевой кристаллизации указанного диэлектрического слоя с получением «работающего» филамента, равна Ф=1,91⋅1022 см-2.The minimum value of the fluence during processing of the dielectric layer of non-stoichiometric hafnium oxide was determined using the above formula with the parameters: HfO x with x=1.82, thickness 30 nm, electron beam with a diameter d=50 nm and electron current I E =1 nA, time exposure t=60 s. In this case, the minimum value of the electron fluence required for local electron-beam crystallization of the specified dielectric layer to obtain a "working" filament is Ф=1.91⋅10 22 cm -2 .
Максимальное значение флюенса при обработке диэлектрического слоя нестехиометрического оксида HfOx при тех же условиях равно Ф=2,96⋅1022 см-2.The maximum value of fluence during processing of the dielectric layer of non-stoichiometric oxide HfO x under the same conditions is Ф=2.96⋅10 22 cm -2 .
В-пятых, воздействие пучком электронов осуществляют в отношении поверхности диэлектрического слоя размером от 5×5 нм2 до 80×80 нм2, включая указанные значения. Указанные размеры обусловлены известными из научной литературы данными о размерах поперечного сечения проводящего филамента в мемристорах. Известно, что диаметр филамента может составлять 5 нм (Miao F., Strachan J.P., Yang J.J., Zhang M.-X., Goldfarb I., Torrezan A.C., Eschbach P., Kelley R.D., Medeiros-Ribeiro G., William R.S. Anatomy of a nanoscale conduction channel reveals the mechanism of a high-performance memristor //Advanced materials. - 2011. - Vol. 23, No 47. -P. 5633-5640). Также известно, что диаметр филамента может составлять и 80 нм (Liu Q., Sun J., Lv H., Long Sh., Yin K., Wan N., Li Yi., Sun L., LiuM. Real-time observation on dynamic growth/dissolution of conductive filaments in oxide-electrolyte-based ReRAM //Advanced Materials. - 2012. - Vol. 24, No 14. - P. 1844-1849). Конкретные размеры зависят от комбинации материалов для электродов и исходного диэлектрического слоя нестехиометрического оксида металла, а также технологических условий нанесения этих слоев.Fifthly, the exposure to the electron beam is carried out in relation to the surface of the dielectric layer with a size of 5×5 nm 2 to 80×80 nm 2 , including the indicated values. These dimensions are due to data known from the scientific literature on the dimensions of the cross section of the conductive filament in memristors. It is known that the filament diameter can be 5 nm (Miao F., Strachan JP, Yang JJ, Zhang M.-X., Goldfarb I., Torrezan AC, Eschbach P., Kelley RD, Medeiros-Ribeiro G., William RS Anatomy of a nanoscale conduction channel reveals the mechanism of a high-performance memristor //Advanced materials. - 2011. - Vol. 23, No 47. - P. 5633-5640). It is also known that the filament diameter can be 80 nm (Liu Q., Sun J., Lv H., Long Sh., Yin K., Wan N., Li Yi., Sun L., LiuM. Real-time observation on dynamic growth/dissolution of conductive filaments in oxide-electrolyte-based ReRAM // Advanced Materials - 2012. - Vol. 24, No 14. - P. 1844-1849). Specific dimensions depend on the combination of materials for the electrodes and the original non-stoichiometric metal oxide dielectric layer, as well as the technological conditions for applying these layers.
Сопоставление структуры филамента, получаемого при использовании предлагаемого к правовой охране способа, и структуры филамента, образующегося в результате традиционной формовки электрическим полем, показало практическую идентичность их структур (Miao F., Strachan J.P., Yang J. J., Zhang M.-X., Goldfarb I., Torrezan A.C., Eschbach P., Kelley R.D., Medeiros-Ribeiro G., William R.S. Anatomy of a nanoscale conduction channel reveals the mechanism of a high-performance memristor //Advanced materials. - 2011. - Vol. 23, No 47. - P. 5633-5640; Voronkovskii V.A., Aliev V.S., Gerasimova A.K., Islamov D.R. Conduction mechanisms of TaN/HfOx/Ni memristors // Materials Research Express - 2019. - 6(7), 076411).Comparison of the structure of the filament obtained using the method proposed for legal protection and the structure of the filament formed as a result of traditional electric field molding showed the practical identity of their structures (Miao F., Strachan J.P., Yang J. J., Zhang M.-X., Goldfarb I ., Torrezan A.C., Eschbach P., Kelley R.D., Medeiros-Ribeiro G., William R.S. Anatomy of a nanoscale conduction channel reveals the mechanism of a high-performance memristor // Advanced materials. - 2011. - Vol. 23, No 47 Voronkovskii V.A., Aliev V.S., Gerasimova A.K., Islamov D.R. Conduction mechanisms of TaN/HfOx/Ni memristors // Materials Research Express - 2019. - 6(7), 076411).
Таким образом, согласно вышеприведенному предлагаемый способ включает реализацию двух этапов.Thus, according to the above, the proposed method includes the implementation of two stages.
На первом этапе осуществляют формирование на предварительно подготовленной подложке 1 диэлектрического слоя 3 (Фиг. 1) нестехиометрического оксида металла HfOx с коэффициентом х в диапазоне от 1,78±0,1 до 1,81±0,1, обеспечивающим резистивное переключение. Для формирования указанного слоя используют известные методики. В частности, может быть использован метод химического осаждения из газовой фазы с использованием металлоорганических прекурсоров (MOCVD), метод реактивного RF магнетронного распыления, метод ионно-лучевого распыления-осаждения.At the first stage, a dielectric layer 3 (Fig. 1) is formed on a
Диэлектрический слой 3 формируют толщиной, равной от 3 нм до 50 нм, включая указанные значения.The
В качестве подложки 1 может быть использована, например, подложка кремния. Подложку 1 предварительно подготавливают - подвергают стандартной технологической обработке и формируют расположенный на подложке электрод 2 (Фиг. 1), например, в виде слоя TaN. Подложка может подвергаться окислению, предшествующему формированию электрода 2.As the
Далее приступают ко второму этапу. На втором этапе в отношении диэлектрического слоя 3 осуществляют локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента (Фиг. 1 и Фиг. 2). Для создания массивов мемристоров может быть использована проекционная электронная литография.Then proceed to the second stage. At the second stage, in relation to the
Облучают электронным пучком участок поверхности диэлектрического слоя 3 по площади, сопоставимой с поперечным размером филамента. Площадь поверхности диэлектрического слоя 3, облучаемая пучком электронов 4, составляет от 5×5 нм2 до 80×80 нм2, включая указанные значения. Диаметр пучка электронов 4 равен, в частности, 1,5 нм. Обработку производят путем растрового сканирования.Irradiate with an electron beam a surface area of the
При обработке пучком электронов 4 значение их энергии, с которой они налетают на обрабатываемую поверхность, согласуют с толщиной диэлектрического слоя 3. Указанное согласование диктуется необходимостью формирования филамента с протяжением его в активном слое от бомбардируемой электронами поверхности до расположенной напротив поверхности активного слоя. В этом случае филамент будет электрически связан с расположенным на подложке электродом 2 и расположенным на активном слое электродом 7, то есть мемристор с таким филаментом является работоспособным (см. Фиг. 2). Минимальное значение энергии электронов в пучке выбирают при толщине 3 нм, равным 1,3 кэВ или более, а при толщине 50 нм, равным 6,1 кэВ или более, с увеличением минимального значения энергии, задаваемого интервалом 1,3 кэВ - 6,1 кэВ, при увеличении толщины от 3 нм до 50 нм.When treated with an
Обработку пучком электронов 4 осуществляют с флюенсом электронов, равным минимальному значению или более его и обеспечивающему локальную электроннолучевую кристаллизацию в области электронно-лучевого воздействия 5 (Фиг. 1) и формирование области локальной электронно-лучевой кристаллизации 6 (Фиг. 2) с формированием филамента, способного к реализации резистивного переключения - быстрого и обратимого перехода между двумя устойчивыми состояниями с различными сопротивлениями материала активного слоя, с одной стороны. С другой стороны, обработку пучком электронов 4 осуществляют с флюенсом электронов, равным не более значения флюенса, обеспечивающего локальную электронно-лучевую кристаллизацию с формированием филамента, не способного к реализации резистивного переключения. Указанные значения флюенса заданы интервалом от 1,91⋅1022 см-2 до 2,96⋅1023 см-2, включая указанные значения.Processing with an
Технический результат в части устранения необходимости проведения формовки в отношении мемристоров перед вводом в эксплуатацию устройства памяти иллюстрируется экспериментальными данными, представленными на Фиг. 3 и Фиг. 4 в отношении изготовленного с использованием предлагаемого способа мемристора со структурой TaN/HfOx/Ni с х=1,80, с толщиной активного слоя 30 нм. Операция формовки не осуществлялась, но согласно - представленным кривым ВАХ мемристор демонстрирует возможность резистивных переключений. Относительно других мемристоров, изготовленных с использованием предлагаемого способа, результаты идентичны.The technical result in terms of eliminating the need for molding in relation to memristors before putting the memory device into operation is illustrated by the experimental data presented in Fig. 3 and FIG. 4 with respect to the TaN/HfO x /Ni memristor manufactured using the proposed method with x=1.80, with an active layer thickness of 30 nm. The molding operation was not carried out, but according to the presented CVC curves, the memristor demonstrates the possibility of resistive switching. With respect to other memristors manufactured using the proposed method, the results are identical.
Технический результат в части достижения кратного снижения среднеквадратичного отклонения величин напряжений переключения из высокоомного состояния USET в низкоомное состояние и наоборот URESET, сопротивлений, соответствующих низкоомному RON и высокоомному ROFF состояниям, с достижением снижения USET и URESET в 6 и 15 раз, соответственно, с достижением снижения RON и ROFF в 2 и 5 раз, соответственно, иллюстрируется экспериментальными данными, представленными на Фиг. 5 и Фиг. 6, в отношении изготовленного с использованием предлагаемого способа мемристора со структурой TaN/HfOx/Ni с х=1,80, с толщиной активного слоя 30 нм.Technical result in terms of achieving a multiple reduction in the root-mean-square deviation of switching voltages from a high-resistance state U SET to a low-resistance state and vice versa U RESET , resistances corresponding to low-resistance R ON and high-resistance R OFF states, achieving a reduction in U SET and U RESET by 6 and 15 times , respectively, to achieve reductions in R ON and R OFF by factors of 2 and 5, respectively, is illustrated by the experimental data presented in FIG. 5 and FIG. 6 with respect to a TaN/HfO x /Ni memristor manufactured using the proposed method with x=1.80, with an active layer thickness of 30 nm.
Проведено исследование вероятностных функций распределения напряжений переключения мемристора из высокоомного состояния в низкоомное и обратно (USET и URESET, соответственно), а также сопротивлений в низко- и высокоомном состояниях (RON и ROFF, соответственно) в случаях мемристора, изготовленного с использованием предлагаемого способа, и мемристора, изготовленного с использованием способа-прототипа. В первом случае мемристор изготовлен с осуществлением локального электронно-лучевого воздействия при величине флюенса электронов 2,96⋅1023 см-2 (его ВАХ представлены на Фиг. 4). По результатам исследований, представленных графически на Фиг. 5 и Фиг. 6, видно, что мемристоры, изготовленные с использованием предлагаемого способа, проявляют значительное уменьшение разброса напряжений переключения состояний по сравнению с мемристорами, изготовленными с использованием способа-прототипа. Так, из аппроксимации экспериментальных данных по величинам напряжений USET и URESET нормальным распределением следует, что величины среднеквадратичного отклонения от среднего снизились с 0,525 и 0,524, соответственно, до 0,089 и 0,036, соответственно. Кроме того, снизился разброс сопротивлений в высокоомном состоянии, что, в свою очередь, приводит к увеличению стабильности окна переключений (окна памяти) ION/IOFF. Аппроксимация данных по величинам сопротивлений RON и ROFF логнормальным распределением свидетельствует о том, что величины среднеквадратичного отклонения от среднего снизились с 0,430 и 1,338, соответственно, до 0,265 и 0,287, соответственно. Другими словами, применение предлагаемого способа для изготовления мемристора обеспечивает снижение среднеквадратичного отклонения от среднего величин напряжений USET и URESET в 6 и 15 раз, соответственно, а сопротивлений RON и ROFF - в 2 и 5 раз, соответственно.A study was made of the probability distribution functions of the switching voltages of the memristor from a high-resistance state to a low-resistance state and vice versa (U SET and U RESET , respectively), as well as resistances in the low- and high-resistance states (R ON and R OFF , respectively) in the cases of a memristor manufactured using the proposed method, and the memristor manufactured using the prototype method. In the first case, the memristor is made with the implementation of a local electron-beam effect at an electron fluence of 2.96⋅10 23 cm -2 (its current-voltage characteristics are shown in Fig. 4). According to the results of the studies presented graphically in Fig. 5 and FIG. 6, it can be seen that the memristors manufactured using the proposed method exhibit a significant reduction in the state switching voltage spread compared to the memristors manufactured using the prototype method. So, from the approximation of the experimental data on the values of stresses U SET and U RESET by a normal distribution, it follows that the values of the standard deviation from the average decreased from 0.525 and 0.524, respectively, to 0.089 and 0.036, respectively. In addition, the resistance spread in the high-resistance state has decreased, which, in turn, leads to an increase in the stability of the switching window (memory window) I ON /I OFF . Approximation of the data on the resistance values R ON and R OFF by a log-normal distribution indicates that the values of the standard deviation from the mean decreased from 0.430 and 1.338, respectively, to 0.265 and 0.287, respectively. In other words, the application of the proposed method for the manufacture of the memristor provides a reduction in the standard deviation from the average voltages U SET and U RESET by 6 and 15 times, respectively, and the resistances R ON and R OFF by 2 and 5 times, respectively.
Аналогичные результаты достигаются и для других мемристоров, изготовленных с использованием предлагаемого способа.Similar results are achieved for other memristors manufactured using the proposed method.
В качестве сведений, подтверждающих возможность реализации способа с достижением технического результата, приводим нижеследующие примеры реализации.As information confirming the possibility of implementing the method with the achievement of a technical result, we present the following examples of implementation.
Пример 1Example 1
Осуществляют формирование на предварительно подготовленной подложке диэлектрического слоя нестехиометрического оксида HfOx, со значением х=1,80, толщиной, равной 30 нм.Carry out the formation on a pre-prepared substrate of a dielectric layer of non-stoichiometric oxide HfO x with a value of x=1.80, a thickness of 30 nm.
Затем в отношении диэлектрического слоя осуществляют локальную электроннолучевую кристаллизацию с формированием филамента.Then, in relation to the dielectric layer, local electron beam crystallization is carried out with the formation of a filament.
Облучают электронным пучком участок поверхности диэлектрического слоя по площади, сопоставимый с поперечным размером филамента 50×38 нм2. Энергию электронов в пучке согласуют с толщиной диэлектрического слоя, используют электроны с энергией 15 кэВ. Обработку пучком электронов осуществляют с флюенсом электронов, равным 2,96⋅1023 см-2.An area of the surface of the dielectric layer is irradiated with an electron beam over an area comparable to the transverse size of the filament 50×38 nm 2 . The energy of the electrons in the beam is matched to the thickness of the dielectric layer; electrons with an energy of 15 keV are used. The electron beam treatment is carried out with an electron fluence of 2.96×10 23 cm -2 .
Достигается снижение среднеквадратичного отклонения от среднего величин напряжений USET и URESET в 6 и 15 раз, соответственно, а сопротивлений RON и ROFF - в 2 и 5 раз, соответственно, устраняется необходимость формовки.A reduction in the standard deviation from the average voltages U SET and U RESET by 6 and 15 times, respectively, and resistances R ON and R OFF - by 2 and 5 times, respectively, is achieved, eliminating the need for molding.
Пример 2Example 2
Осуществляют формирование на предварительно подготовленной подложке диэлектрического слоя нестехиометрического оксида HfOx, со значением х=1,82, толщиной, равной 50 нм.Carry out the formation on a pre-prepared substrate of a dielectric layer of non-stoichiometric oxide HfO x with a value of x=1.82, a thickness of 50 nm.
Затем в отношении диэлектрического слоя осуществляют локальную электроннолучевую кристаллизацию с формированием филамента.Then, in relation to the dielectric layer, local electron beam crystallization is carried out with the formation of a filament.
Облучают электронным пучком участок поверхности диэлектрического слоя по площади, сопоставимый с поперечным размером филамента 80×80 нм2. Энергию электронов в пучке согласуют с толщиной диэлектрического слоя, используют электроны с энергией 6,1 кэВ. Обработку пучком электронов осуществляют с флюенсом электронов, равным 1,97⋅1023 см-2.An area of the surface of the dielectric layer is irradiated with an electron beam in area comparable to the transverse size of the filament 80×80 nm 2 . The energy of the electrons in the beam is matched to the thickness of the dielectric layer, using electrons with an energy of 6.1 keV. The electron beam treatment is carried out with an electron fluence of 1.97×10 23 cm -2 .
Достигается снижение среднеквадратичного отклонения величин напряжений USET и URESET в 2 и 5 раз, соответственно, а сопротивлений RON и ROFF - в 1,8 и 3,6 раз, соответственно, устраняется необходимость формовки.A reduction in the standard deviation of voltages U SET and U RESET by 2 and 5 times, respectively, and resistances R ON and R OFF - by 1.8 and 3.6 times, respectively, is achieved, eliminating the need for molding.
Пример 3Example 3
Осуществляют формирование на предварительно подготовленной подложке диэлектрического слоя нестехиометрического оксида HfOx, со значением х=1,82, толщиной, равной 3 нм.Carry out the formation on a pre-prepared substrate of a dielectric layer of non-stoichiometric oxide HfO x with a value of x=1.82, a thickness of 3 nm.
Затем в отношении диэлектрического слоя осуществляют локальную электроннолучевую кристаллизацию с формированием филамента.Then, in relation to the dielectric layer, local electron beam crystallization is carried out with the formation of a filament.
Облучают электронным пучком участок поверхности диэлектрического слоя по площади, сопоставимый с поперечным размером филамента 5×5 нм2. Энергию электронов в пучке согласуют с толщиной диэлектрического слоя, используют электроны с энергией 10 кэВ. Обработку пучком электронов осуществляют с флюенсом электронов, равным 1,91⋅1022 см-2.An area of the surface of the dielectric layer is irradiated with an electron beam over an area comparable to the transverse size of the
Достигается снижение среднеквадратичного отклонения величин напряжений USET и URESET в 3 и 5 раз, соответственно, а сопротивлений RON и ROFF - в 2,2 и 4,5 раз, соответственно, устраняется необходимость формовки.A reduction in the standard deviation of voltages U SET and U RESET by 3 and 5 times, respectively, and resistances R ON and R OFF - by 2.2 and 4.5 times, respectively, is achieved, eliminating the need for molding.
Пример 4Example 4
Осуществляют формирование на предварительно подготовленной подложке диэлектрического слоя нестехиометрического оксида HfOx, со значением х=1,77, толщиной, равной 50 нм.Carry out the formation on a pre-prepared substrate of a dielectric layer of non-stoichiometric oxide HfO x with a value of x=1.77, a thickness of 50 nm.
Затем в отношении диэлектрического слоя осуществляют локальную электроннолучевую кристаллизацию с формированием филамента.Then, in relation to the dielectric layer, local electron beam crystallization is carried out with the formation of a filament.
Облучают электронным пучком участок поверхности диэлектрического слоя по площади, сопоставимый с поперечным размером филамента 80×80 нм2. Энергию электронов в пучке согласуют с толщиной диэлектрического слоя, используют электроны с энергией 15 кэВ. Обработку пучком электронов осуществляют с флюенсом электронов, равным 1,96⋅1023 см-2.An area of the surface of the dielectric layer is irradiated with an electron beam in area comparable to the transverse size of the filament 80×80 nm 2 . The energy of the electrons in the beam is matched to the thickness of the dielectric layer; electrons with an energy of 15 keV are used. The electron beam treatment is carried out with an electron fluence of 1.96×10 23 cm -2 .
Достигается снижение среднеквадратичного отклонения величин напряжений USET и URESET в 4 и 14 раз, соответственно, а сопротивлений RON и ROFF - в 3,8 и 7,0 раз, соответственно, устраняется необходимость формовки.A reduction in the standard deviation of voltages U SET and U RESET by 4 and 14 times, respectively, and resistances R ON and R OFF - by 3.8 and 7.0 times, respectively, is achieved, eliminating the need for molding.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779436C1 true RU2779436C1 (en) | 2022-09-07 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130095633A1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-04-18 | Elpida Memory, Inc. | Methods of manufacturing variable resistance memory and semiconductor device |
| RU2524415C1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-07-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Mixed metal oxide-based memristor |
| RU159146U1 (en) * | 2015-08-18 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" | MEMORISTOR SWITCH |
| EP2827367B1 (en) * | 2012-03-14 | 2018-04-25 | Tokyo Institute of Technology | Resistance change memory |
| RU2714379C1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-02-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) | Resistive memory element |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130095633A1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-04-18 | Elpida Memory, Inc. | Methods of manufacturing variable resistance memory and semiconductor device |
| EP2827367B1 (en) * | 2012-03-14 | 2018-04-25 | Tokyo Institute of Technology | Resistance change memory |
| RU2524415C1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-07-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Mixed metal oxide-based memristor |
| RU159146U1 (en) * | 2015-08-18 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" | MEMORISTOR SWITCH |
| RU2714379C1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-02-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) | Resistive memory element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gao et al. | Enhanced resistive switching characteristics in Al2O3 memory devices by embedded Ag nanoparticles | |
| US9647036B2 (en) | Resistive random-access memory with implanted and radiated channels | |
| Liu et al. | Eliminating negative-SET behavior by suppressing nanofilament overgrowth in cation-based memory | |
| US9978939B2 (en) | Resistive random-access memory with implanted and radiated channels | |
| Ismail et al. | Stabilized and RESET-voltage controlled multi-level switching characteristics in ZrO2-based memristors by inserting a-ZTO interface layer | |
| TW201251160A (en) | Method of fabricating memory device | |
| Mahata et al. | Modified resistive switching performance by increasing Al concentration in HfO2 on transparent indium tin oxide electrode | |
| Kang et al. | Cluster-type analogue memristor by engineering redox dynamics for high-performance neuromorphic computing | |
| WO2016111724A1 (en) | Resistive random-access memory with implanted and radiated channels | |
| Kang et al. | NiO-based resistive memory devices with highly improved uniformity boosted by ionic liquid pre-treatment | |
| KR20130107336A (en) | Nonvolatile memory element and method for manufacturing method same | |
| Ismail et al. | Coexistence of bipolar and unipolar resistive switching in Al-doped ceria thin films for non-volatile memory applications | |
| Hota et al. | Studies on switching mechanisms in Pd-nanodot embedded Nb2O5 memristors using scanning tunneling microscopy | |
| WO2017190719A1 (en) | Method for the production of layers of reram memories, and use of an implantation device | |
| KR20170093281A (en) | Resistive memory device having a multi-resistive switching layer and manufacturing method thereof | |
| RU2779436C1 (en) | Method for obtaining an active layer for a formless element of a non-volatile resistive memory | |
| Briggs et al. | Influence of copper on the switching properties of hafnium oxide-based resistive memory | |
| Ghenzi et al. | Building memristive and radiation hardness TiO2-based junctions | |
| KR101382835B1 (en) | Resistive random access memory device and method of manufacturing the same | |
| CN115802881A (en) | NiFe without electric activation 2 O 4 Resistive random access memory and preparation method thereof | |
| DE102004047630A1 (en) | Method for producing a CBRAM semiconductor memory | |
| US20230092998A1 (en) | Method for manufacturing a memory resistor device | |
| Hong et al. | WITHDRAWN: A novel geometry of ECM-based RRAM with improved variability | |
| Voronkovskii et al. | Resistive Switching Effect in TaN/HfO x/Ni Memristors with a Filament Formed under Local Electron-Beam Crystallization | |
| Kima et al. | Approach to Enhance Electrical Properties of Memristor utilizing Proton Irradiation Technique |