1 02 Zn-doped Silicon Dioxide Resistance Random Access Memory Resistance Random Access Memory : RRAM RRAM SiO 2 IC SiO 2 SiO 2 S

Similar documents

24-2_cover_OK

NANO COMMUNICATION 23 No. 2-3D IC 29 6T SRAM, ReRAM, sense amplifiers, analog amplifiers and gas sensors was integrated to confirm the superiority in

NANO COMMUNICATION 23 No.3 90 CMOS 94/188 GHz CMOS 94/188 GHz A 94/188 GHz Dual-Band VCO with Gm- Boosted Push-Push Pair in 90nm CMOS 90 CMOS 94

場效電晶體簡介.doc

<4D F736F F D20B8BDBCFEA3BAB9ABCABEC4DAC8DD2DB9FDB6C9BDF0CAF4D1F5BBAFCEEFC4C9C3D7BDE1B9B9D0C2D3B1B5C4CDE2B3A1D7F7D3C3CFECD3A6CCD8D0D4BCB0BBFAC0EDD1D0BEBF2E646F6378>

北 京 大 学 本 科 毕 业 论 文 导 师 评 阅 表 学 号 学 生 姓 名 吕 阳 论 文 成 绩 学 院 ( 系 ) 信 息 科 学 技 术 学 院 专 业 微 电 子 学 导 师 姓 名 康 晋 锋 导 师 单 位 北 京 大 学 微 电 子 所 职 称 教 授 论 文

ISSN: MAX-phase

Microsoft PowerPoint - CH03中文

Áé´Â¦w

ph ph ph Langmuir mg /g Al 2 O 3 ph 7. 0 ~ 9. 0 ph HCO - 3 CO 2-3 PO mg /L 5 p

D4

4 26 Silver Interconnect Technology Intel 22 Fin FET Abstract In view of commercial electronic product requirements, the integration circuit (IC

[1-3] (Smile) [4] 808 nm (CW) W 1 50% 1 W 1 W Fig.1 Thermal design of semiconductor laser vertical stack ; Ansys 20 bar ; bar 2 25 Fig

《中国科学》A、E、G与F小开本版式设计

原 子 层 沉 积 法 在 氧 化 亚 铜 薄 膜 上 沉 积 一 种 或 多 种 氧 化 物 ( 氧 化 钛 TiO 2 氧 化 铝 Al 2O 3 及 氧 化 锌 ZnO 等 ), 对 不 同 保 护 膜 改 性 的 氧 化 亚 铜 薄 膜 进 行 结 构 表 征 和 光 催 化 性 能 测 试

Microsoft Word _File000004_ docx

中溫矽基熱電材料介紹及其應用

北 京 大 学

不同工作週期對直流脈衝電漿化學氣相沉積法蒸鍍 DLC 薄膜於氮氧化處理 JIS SKD11 工具鋼之研究 Characteristics of DLC Films Coated on Oxynitriding-treated JIS SKD11 Tool Steel S.H. C

<D2BDC1C6BDA1BFB5CDB6C8DAD7CAB8DFB7E5C2DBCCB3B2CEBBE1C3FBB5A52E786C7378>

2019 Chinese Taipei National High School Athletic Game Boxing Championship Junior Men Division Top 8 As of WED 24 APR 2019 Men s Mosquito(38-41Kg) Ran

标题

untitled

LED Mu-Tao Chu Copyright 2012 ITRI

義 守 大 學 102 學 年 度 第 2 學 期 第 4 次 行 政 會 議 紀 錄 時 間 :103 年 5 月 14 日 ( 星 期 三 ) 上 午 10:00 地 點 : 行 政 大 樓 十 樓 國 際 會 議 廳 主 席 : 蕭 介 夫 校 長 紀 錄 : 楊 育 臻 壹 報 告 事 項

GB 24627: Standard specification for wrought nickel-titanium shape memory alloys for medical devices and surgical implants

國立中山大學學位論文典藏.PDF

T K mm mm Q345B 600 mm 200 mm 50 mm 600 mm 300 mm 50 mm 2 K ~ 0. 3 mm 13 ~ 15 mm Q345B 25

GH1220 Hall Switch

附件1

WATER PURIFICATION TECHNOLOGY April 5th, 0.4 TiO TiO UV-0PC UNICO [0] TiO TiO TiO HNO 00 W TiO TiO TiO >40 nm TiO 0 ml 0 mg / L -. TiO 6 ml 40 ml 60 m

untitled


Microsoft Word 黄展云_news_.doc

Microsoft Word - A doc

é é

Microsoft Word - News Memo doc

2 ( 自 然 科 学 版 ) 第 20 卷 波 ). 这 种 压 缩 波 空 气 必 然 有 一 部 分 要 绕 流 到 车 身 两 端 的 环 状 空 间 中, 形 成 与 列 车 运 行 方 向 相 反 的 空 气 流 动. 在 列 车 尾 部, 会 产 生 低 于 大 气 压 的 空 气 流

EMC EMC 1.1 EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC EMC 1 2 EMC EMC EMC EMC EM

PowerPoint Presentation

科 學 工 業 園 區 管 理 局 天 擎 積 體 電 路 股 份 有 限 公 司 呂 惠 平 新 竹 市 力 行 一 路 1 號 3 樓 C5 室 174,157, /08/04 I 產 品 設 計 業 CC01080 電 子 零 組 件 製 造 業

jiàn shí

材料科技简报

義 守 大 學 101 學 年 度 第 2 學 期 第 1 次 擴 大 行 政 會 議 紀 錄 時 間 :102 年 6 月 19 日 ( 星 期 三 ) 下 午 2:00 地 點 : 行 政 大 樓 十 樓 國 際 會 議 廳 主 席 : 蕭 介 夫 校 長 紀 錄 : 楊 育 臻 壹 報 告 事

1 02 * Floating-gate Non-volatile Semiconductor Memory Dawon Kahng [1] Bell Laboratories ** Magnetic Core Memory [2] Meta

引言

Electronic Supplementary Material (ESI) for Materials Chemistry Frontiers. This journal is the Partner Organisations 2018 Supporting Information Well-

1 : ~24 ( : ( ( ( ( ( ( ( ( ( (Kaneca

Tokyo Tech Template

* CUSUM EWMA PCA TS79 A DOI /j. issn X Incipient Fault Detection in Papermaking Wa

untitled

ANSYS在高校《材料力学》教学中的应用

14-1-人文封面

#4 ~ #5 12 m m m 1. 5 m # m mm m Z4 Z5

Ch03_嵌入式作業系統建置_01

47 12 Vol.47,No JOURNALOFUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA Dec.2017 : (2017) ,,, (, ) :.,,. (RGO)/MoS 2,. 8.9m

現代學術之建立 陳平 美學十五講 淩繼堯 美學 論集 徐複觀 書店出版社 的方位 陳寶生 宣傳 敦煌文藝出版社 論集續篇 徐複觀 書店出版社 莊子哲學 王博 道家 的天方學 沙宗平 伊斯蘭教 周易 經傳十

( 梦 溪 宾 馆 四 层 报 告 厅 ) 开 幕 式 主 持 人 : 孙 润 仓 教 授 8:30-9:00 am 教 育 部 研 究 生 教 育 司 学 术 型 研 究 生 管 理 处 处 长 欧 百 钢 处 长 讲 话 北 京 林 业 大 学 宋 维 明 校 长 讲 话 9:

3 Ce /ZnO XRD Ce ZnO 0% 0 5% 2 Ce Ce /ZnO XRD 1 0% 1 5% 2 0% 2 2θ = g

CSK Athletics Meet Day 1 Field Results B Grade Long Jump SD1: 4.10m SD2: 4.70m R: 6.04m Final No. Class Name Distance Position 29 4D 30 Yeun

% 8. 48% 3 80 Alcalase Novozymes Alcalase 2. 4 L Bacillus licheniformis 2. 4 AU /g 1. 2 Hitachi S-4700 JEOL JEM-1200EX Olympus Bu

SEAM沥青混合料路用性能评价与改善技术研究

無投影片標題

姓吊

國立中山大學學位論文典藏.PDF

NCCC Swim Team James Logan High school - 8/5/2018 Results - Adult Event 102 Mixed Yard Medley Relay Team Relay Finals Time 1 Beida-Zhonglian

第-期統測成績優異同學名單

Late-comers are NOT allowed to take the exam. Group 1: Reporting Time in SAR: 14:55 6A 21 CHEUNG HIU KWAN F 6B 32 TAM SHUK CHUN F 6C 2 CHIM HO WANG M

致 谢 开 始 这 篇 致 谢 的 时 候, 以 为 这 是 最 轻 松 最 愉 快 的 部 分, 而 此 时 心 头 却 充 满 了 沉 甸 甸 的 回 忆 和 感 恩, 一 时 间 竟 无 从 下 笔 虽 然 这 远 不 是 一 篇 完 美 的 论 文, 但 完 成 这 篇 论 文 要 感 谢

~ 4 mm h 8 60 min 1 10 min N min 8. 7% min 2 9 Tab. 1 1 Test result of modified

业 务 与 运 营 社 交 网 络 行 为 将 对 网 络 流 量 造 成 较 大 影 响 3) 即 时 通 信 类 业 务 包 括 微 信 QQ 等, 该 类 业 务 属 于 典 型 的 小 数 据 包 业 务, 有 可 能 带 来 较 大 的 信 令 开 呼 叫 建 立 的 时 延 销 即 时

スライド 1

Mixtions Pin Yin Homepage

H 2 SO ml ml 1. 0 ml C 4. 0 ml - 30 min 490 nm 0 ~ 100 μg /ml Zhao = VρN 100% 1 m V ml ρ g

,.,,.. :,, ,:, ( 1 ). Π,.,.,,,.,.,. 1 : Π Π,. 212,. : 1)..,. 2). :, ;,,,;,. 3

第二十四屆全國學術研討會論文中文格式摘要

義 守 大 學 103 學 年 度 第 2 學 期 第 1 次 行 政 會 議 紀 錄 時 間 :104 年 2 月 11 日 ( 星 期 三 ) 上 午 9:30 地 點 : 行 政 大 樓 十 樓 國 際 會 議 廳 主 席 : 蕭 介 夫 校 長 出 席 : 詳 如 簽 到 表 紀 錄 : 楊

Microsoft Word - 95年報.doc

水资源与水电工程科学国家重点实验室工作简报

untitled

标题

10 中 草 药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月 生 药 打 粉 入 药 的 基 本 特 点, 借 鉴 材 料 学 粉 体 学 等 学 科 的 研 究 成 果, 在 中 药 传 统 制 药 理 念 的 启 发

交流活动

262 管 理 與 系 統 countries including Taiwan. Because of the liberalization policy of Taiwan s power industry, there is a critical demand to explore the m

義 守 大 學 101 學 年 度 第 2 學 期 第 4 次 行 政 會 議 紀 錄 時 間 :102 年 5 月 8 日 ( 星 期 三 ) 下 午 14:00 地 點 : 行 政 大 樓 十 樓 國 際 會 議 廳 主 席 : 顏 志 榮 副 校 長 紀 錄 : 楊 育 臻 壹 報 告 事 項

Microsoft Word - 北京采暖与PM25的关系研究报告 docx

第 1 期 常 壮 等 : 基 于 RS-485 总 线 的 舰 船 损 管 训 练 平 台 控 系 统 研 究 87 能 : 1) 损 管 基 本 理 论 的 学 习 帮 助 舰 员 熟 悉 舰 艇 舱 室 相 关 规 章 制 度 损 管 施 分 布 和 使 用 不 沉 性 文 件 等 ) 损 管

háng, y u jiàn xiá shì zhèn

清代詞論中的「比興寄託《說析論

11 : 1345,,. Feuillebois [6]. Richard Mochel [7]. Tabakova [8],.,..,. Hindmarsh [9],,,,,. Wang [10],, (80 µm),.,. Isao [11]. Ismail Salinas [12],. Kaw

j n yín

Microsoft Word - 第12期第1部分.doc

Microsoft Word - 16-p doc

輥輯訛 % 2010~ % Northwestern Journal of Ethnology 1. J., 1994, 3 14~ J., ~150.

<AE48B0F2C2E5C0F82DB2C432A8F7B2C432B4C12E706466>

<4D F736F F D204BC3FEB2C4A440A6575FA6DBB0CAB1FEB5DFAF4DB0AEA4A7BE63C3FEB8CBB86D2E646F63>


标题

/MPa / kg m - 3 /MPa /MPa 2. 1E ~ 56 ANSYS 6 Hz (a) 一阶垂向弯曲 (b) 一阶侧向弯曲 (c) 一阶扭转 (d) 二阶侧向弯曲 (e) 二阶垂向弯曲 (f) 弯扭组合 2 6 Hz

Transcription:

1 02 Zn-doped Silicon Dioxide Resistance Random Access Memory 1 2 2 2 1 3 4 1 2 3 4 Resistance Random Access Memory : RRAM RRAM SiO 2 IC SiO 2 SiO 2 SiO 2 IC IC Abstract Among the next-generation memory devices, resistance random access memory (RRAM) is a promising candidate for the applications on digital storage system due to its simple cell structure, low power consumption, high operating speed, and nondestructive readout. Therefore, the research of RRAM devices is a hot topic in the academia. Because the underlying mechanism of resistive switching behavior is still not understood clearly, many researches of RRAM focus on the physical models of resistive switching behaviors and its reliability and feasibility of nonvolatile memory properties for various

NANO COMMUNICATION 20 No.1 03 materials. Silicon dioxide is a promising material for integrated circuits (IC) process due to its great chemical stability. In thisstudy, although the pure SiO 2 material didn t reveal the resistive switching behaviors, the bipolar switching characteristics of silicon based material can be obtained through light metal doped in the SiO2 by co-sputtering technology. Therefore, the research using silicon-based oxide as the resistance-switching layer was worthy of investigation due to its high compatibility in IC fabrication for semiconductor industries. In addition, we proposed a novel supercritical CO 2 fluid (SCCO 2 ) treatment method on the silicon based Zn-doped (Zn:SiO 2 ) RRAM for the application in back-end of line (BEOL) of IC process. It was found that the operation current of Zn:SiO 2 RRAM can be reduced to decrease the power consumption and heating degradation of RRAM devices through the SCCO 2 treatment technology. We believe that the method is useful to raise device density of IC product. Keywords RRAMSiO 2 RRAM Nonvolatile Silicon Oxide Resistive Switching SCCO 2 PCRAM RRAM RRAM ns DRAM SRAM Flash 3C Volatile Non-volatile μa Retention Endurance RRAM Metal-Insulator-Metal MIM RRAM RRAM DRAM Flash Flash Flash DRAM DRAM FeRAM MRAM Memory Non-volatile Memory, NVM

1 04 SRAM DRAM Flash Read Only Memory, ROM Flash Floating gate Flash MP3 USB Endurance [1] 1T1R 1D1R MIM 1D1R [2-6] SiO 2 - based RRAM MIM SiO 2 CMOS RRAM COMS RRAM [7-9] SiO 2 600 COMS Multi-target Sputter Metal-doped SiO 2 Thin-film Supercritical CO 2 Fluid, SCCO 2 3.1 Filament RRAM 1 FTIR XPS 2 2 RRAM 2 3 Endurance > 10 7, Retentio > 10 4 RRAM

NANO COMMUNICATION 20 No.1 05 RRAM 4 Poole-frenkel 5 1 FTIR Zn SiO x XPS Zn 2

1 06 [10] 3.2 Supercritical CO 2 Fluid, SCCO 2 RRAM IC 3 Endurance R H / R L = 10 10 7 Retention R H / R L >10 10 4 4

NANO COMMUNICATION 20 No.1 07 5 Pt / Zn:SiO x / TiN RRAM 400 o C 120 o C 6 TEM [11] Thermal Budget HfOx 120 6 TEM

1 08 Threshold Voltage on Current Sub-threshold Slope [12] HfOx Traps [13] 7 8(a) RRAM 8(a) HRS Poole-frenkel Schottky 8(b) 9 RRAM LRS Ohmic Conduction 9 (c) Hopping Conduction 3-9 (b) 10 FTIR [14] 7 HfOx 8 SCCO 2 RRAM HRS LRS HRS Poole-frenkel Schottky

NANO COMMUNICATION 20 No.1 09 SiO 2 RRAM RRAM RRAM [15-18] NSC 100-2120-M- 110-003 NSC 100-2221-E-110-060 9 SCCO 2 RRAM LRS Ohmic Hopping 10 (a) SCCO 2 FTIR (b) SCCO 2 Si-O-Zn (c) SCCO 2 Si-O-Si

1 10 [1] T. C. Chang, F. Y. Jian, S. C. Chen and Y. T. Tsai, Developments in Nanocrystal Memory, Mater. Today, vol. 14 (12), pp. 608, 2011 [2] R. Sohal, C. Walczyk, P. Zaumseil, D. Wolansky, A. Fox, B. Tillack, H. J. Mussig, T. Schroeder, Thermal Oxidation of Chemical Vapour Deposited Tungsten Layers on Silicon Substrates for Embedded Non-volatile Memory Application, Thin Solid Films, vol. 517(16), pp. 4534-4539, 2009. [3] H. Y. Jeong, S. K. Kim, J. Y. Lee, S. Y. Choi, Role of Interface Reaction on Resistive Switching of Metal/ Amorphous TiO 2 /Al RRAM Devices, J. Electrochem. Soc., vol. 158 (10), pp. 979-982, 2011. [4] L. Zhao, J. Zhang, Y. He, X. Guan, H. Qian, and Z. Yu, Dynamic Modeling and Atomistic Simulations of SET and RESET Operations in TiO 2 -Based Unipolar Resistive Memory, IEEE Electron Device Lett., vol. 32(5), pp. 677-679, 2011. [5] Y. L. Chung, P. Y. Lai, Y. C. Chen, and J. S. Chen, Schottky Barrier Mediated Single-Polarity Resistive Switching in Pt Layer - Included TiOx Memory Device, ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 3(6), pp. 1918-1924, 2011. [6] Z. Fang, H. Y. Yu, X. Li, N. Singh, G. Q. Lo, D. L. Kwong, HfO x /TiO x /HfO x /TiO x Multilayer-Based Forming- Free RRAM Devices With Excellent Uniformity, IEEE Electron Device Lett., vol. 32 (4), pp. 566-568, 2011. [7] M. N. Kozicki, C. Gopalan, M. Balakrishnan, M. Mitkova, A Low-power Nonvolatile Switching Element Based on Copper-tungsten Oxide Solid Electrolyte, IEEE Trans. Nanotechnol., vol. 5, pp. 535-544, 2006. [8] L. Zhang, R. Huang, Albert Wang, D. Wu, R. Wang, Y. Kuang, The Parasitic Effects Induced by the Contact in RRAM with MIM Structure, Proc. IEEE ICSICT, pp.932-935, 2008. [9] C. Schindler, S. C. P. Thermadam, R. Waser, M. N. Kozicki, Bipolar and Unipolar Resistive Switching in Cudoped SiO 2, IEEE Trans. Electron Devices, vol. 54, pp. 2762-2768, 2007. [10] K. C. Chang, T. M. Tsai, T. C. Chang, H. H. Wu, J. H. Chen, Y. E. Syu, G. W. Chang, T. J. Chu, G. R. Liu, Y. T. Su, M. C. Chen, J. H. Pan, J. Y. Chen, C. W. Tung, H. C. Huang, Y. H. Tai, D. S. Gan, and Simon M. Sze, Characteristics and Mechanisms of Silicon Oxide Based Resistance Random Access Memory, has been accepted by IEEE Electron Device Lett., 2013. [11] C. H. Chen, T. C. Chang, I. H. Liao, P. B. Xi, C. T. Tsai, P. Y. Yang, J. Hsieh, J. Chen, U. S. Chen, and J. R. Chen, Tungsten Nanocrystal Memory Devices Improved by Supercritical Fluid Treatment, Appl. Phys. Lett., vol. 91 (23), pp. 232104, 2007. [12] M. C. Chen, T. C. Chang, S. Y. Huang, K. C. Chang, H. W. Li, S. C. Chen, J. Lu, and Y. Shi, A low-temperature Method for Improving the Performance of Sputterdeposited ZnO Thin-film-transistors with Supercritical Fluid, Appl. Phys. Lett., vol. 94, p. 162111, 2009. [13] C. T. Tsai, T. C. Chang, P. T. Liu, P. Y. Yang, Y. C. Kuo, K. T. Kin, P. L. Chang, and F. S. Huang, Low-temperature Method for Enhancing Sputter-deposited HfO 2 Films with Complete Oxidization, Appl. Phys. Lett., vol., 91 (1), pp. 012109, 2007. [14] K. C. Chang, T. M. Tsai, T. C. Chang, H. H. Wu, K. H. Chen, J. H. Chen, T. F. Young, T. J. Chu, J. Y. Chen, C. H. Pan, Y. T. Su, Y. E. Syu, C. W. Tung, G. W. Chang, M. C. Chen, H. C. Huang, Y. H. Tai, D. S. Gan, J. J. Wu, and Simon M. Sze, Low Temperature Improvement Method on Zn:SiOx Resistive Random Access Memory Devices, has been accepted by IEEE Electron Device Lett., 2013. [15] T. M. Tsai, K. C. Chang, T. C. Chang, Y. E. Syu, S. L. Chuang, G. W. Chang, G. R. Liu, M. C. Chen, H. C. Huang, S. K. Liu, Y. H. Tai, D. S. Gan, Y. L. Yang, T. F. Young, B. H. Tseng, K. H. Chen, M. J. Tsai, and S. M. Sze, Bipolar Resistive RAM Characteristics Induced by Nickel Incorporated into Silicon Oxide Dielectrics for IC Applications, IEEE Electron Device Lett., vol. 33 (12), pp. 1696-1698, 2012.

NANO COMMUNICATION 20 No.1 11 [16] K. C. Chang, T. M. Tsai, T. C. Chang, Y. E. Syu, S. L. Chuang, C. H. Li, D. S. Gan, S. M. Sze, The Effect of Silicon Oxide Based RRAM with Tin Doping, Electrochem. Solid State Lett., vol. 15(3), pp. H65-H68, 2012. [17] T. M. Tsai, K. C. Chang, T. C. Chang, G. W. Chang, Y. E. Syu, Y. T. Su, G. R. Liu, K. H. Liao, M. C. Chen, H. C. Huang, Y. H. Tai, D. S. Gan, and S. M. Sze, Origin of Hopping Conduction in Sn-doped Silicon Oxide RRAM with Supercritical CO 2 fluid treatment, IEEE Electron Device Lett., vol. 33 (12), pp. 1693-1695, 2012. [18] K. C. Chang, T. M. Tsai, T. C. Chang, Y. E. Syu, C. C. Wang, S. L. Chuang, C. H. Li, D. S. Gan, and S. M. Sze, Reducing Operation Current of Ni-doped Silicon Oxide Resistance Random Access Memory by Supercritical CO 2 Fluid Treatment, Appl. Phys. Lett., vol. 99, pp. 263501, 2011.