《阻变存储器（RRAM）的性能参数及其优化分析》1800字

阻变存储器（RRAM）的性能参数及其优化分析综述目录TOC\o"1-2"\h\u25999阻变存储器（RRAM）的性能参数及其优化分析综述 1157481.1界面工程 167561.2功能材料的元素掺杂 2178481.3低尺寸材料介绍 2279811.4性能参数 2为了制备，满足应用要求的可靠的阻变存储器（RRAM），必须具有出色的性能。随着对阻变存储器（RRAM）的深入研究，包括分散的设置/复位电压的分布，低电阻比，高漏电流和数据保留在内的性能参数仍需要改进。近年来已经对该主题进行了研究，统计结果表示，具有不同结构的存储器性能差异很大。导电材料和电极的材料取决于应用。SET/RESET电压取决于选择的材料和工作条件。目前，存储器件特性通过三个方面进行了改进：1.界面工程2.功能材料的元素掺杂3.引入新兴的低尺寸材料。1.1界面工程基于金属氧化物功能层的阻变存储器（RRAM）器件由于相对稳定的性能而备受关注。但是，较厚的氧化层会导致较高的编程电压，较薄的氧化层会导致较大的漏电流，分散SET/RESET电压的分布以及较小的电流。由于尺寸的物理限制，提出了一种界面工程来优化氧化功能层。最有趣的事是发现，金属/TiO2/金属常规结构，其中在顶部添加了一层薄的金属Ni层。电极界面，并且在底部电极界面中插入了一层AlO2阻挡层，使其具有了更高的电阻比，更大的存储窗口以及出色的耐久性能。带有铝底电极的器件在连续扫描的周期中没有出现永久性的电击穿现象。因此表明，底界面也可提供稳定的性能。Lee等调整了传统Pt/TaxOy/Pt结构的对称性，减少了器件的泄露电流，他们研究的金属-绝缘体-基底-金属（MIBM）和MBIM结构的非对称性I-V行为以及组合的非对称I-V行为。特别是，对于三种器件的组合结构，通过反向偏置或偏置在正向阈值电压以下来抑制泄露电流。除了上述方法，“接口工程”方法也需要关注功能层的内部。自组装的CeO2纳米立方体在电场作用下提高了输出电压Vo的浓度并提高了局部输出电压Vo迁移的可能性。1.2功能材料的元素掺杂除了上述的界面工程方法外，掺杂氧化物功能层是提高器件均匀性，操作速度和开关率的有效办法。根据报道，Al功能层的性能掺杂的ZnO得到改善，这主要是因为在掺杂剂和氧空位之间形成偶极子，从而降低了形成性能并影响了缺陷能级，从而大大提高器件的均匀性。Yaa[17]等人，使用传统的氧化钛材料进行银掺杂，以实现阻变存储器（RRAM）性能的改善和类似记忆的人工突触。使用由梯度Ag掺杂剂形成的自组装Ag纳米团簇TiO2膜可实现增强的忆阻器性能。掺杂方法是该方法受到广泛关注的主要原因之一。1.3低尺寸材料介绍当传统的非易失性存储器面临物理尺寸限制时，由于尺寸小和其优越的物理性能，新兴的低尺寸材料被认为是阻变存储器结构的潜在材料。Lee[18]等将超宽带多燃料敏化上转换，纳米粒子引入了具有稀土上转换纳米材料（UCNP）/光产酸剂（PAG）聚环氧乙烷（PEO）层的柔性RRAM阵列中，以获取信息，安全应用程序。由于电子设备的超薄特性，整个系统是可变性的，并且可以集成在包括人体皮肤在内的各种曲面上。Yan[19]等人使用低尺寸的硫化铅（PbS）材料作为阻变存储器（RRAM）的功能材料，并系统的研究了电性能。自组装的硫化铅（PbS）可有效地指导生长方向对于CF，可增强性能。例如降低阈值电压，均匀分布的SET/RESET电压，快速响应时间和低能耗。1.4性能参数表1.1不同结构设备的性能参数统计设备结构VForming[V]VSET[V]VRESET[V]ROFF/RON保留期[s]耐力(周期）Pt/Ta2O5-x/Ta2O5-x/Pt--12-->1012PEO/PAG/UCNPs21.2-1.50.5-0.8Metal/MgO/Co3O4/SiO2/Si-20-10103104108续表1.1不同结构设备的性能参数统计Au/ZnO-CeO2/FTO-2.08-1.9102>1042×102Au/Perovskite/G7.62.8≈-1≈101000100Au/CeO2/Au/Si-2.25-2.561022×104104Pt/TiO2:Ag/Pt-0.4-0.5-0.3--0.2Pt/a-COx/W/SiO2/Si-5-41041044×104Cu/CuOX/Cu/Au/Ti/SiO2/Si1.71.3-0.75≈1000--Glass/FTO/TiOx/Ag/TiOx/ITO--0.50.2200104100Te/Ge2Sb2Te5/Pt/SiO2/Si-0.9-2.10.2-0.5>100-20TaN/CeO2/Ti/CeO2/Pt/SiO2/Si1.8-0.9--1.7-1.5--0.81000104>104FEN/ITO/PSS/PI/Al--0.5--0.72.5-34000104100Glass/ITO/AgG/Al--1.22.1105--Al/Si/Al/GQD/Al2.2--116104-ITO/MoS2/HfOx/ITO0.11300>104200TiN/HfOx/G≈-40.2-0.210010450TiN/HfOx/G23.053.55-105-PET/ITO/GO-TiO2/Al≈2.52.1-0.5100--FTO/TiO2/Ag-3.4-0.73.510-100Ag/Nanocellulose/ITO1.51-0.5107>104-图中的forming代表的是形成过程，这个过程是用来显示器件的阻变特性的，要显示器件的阻变特性，通常需要施加一个较大的电压，在电压的刺激下使阻变层内部开启导电通道。图中的RESET过程和SET过程，是指器件高低阻态变化的一个过程，通过器件高低阻态的变化来实现器件的存储功能。具体来说，RESET过程描述的是，器件由一开始的低阻态（LRS）在外界偏压的作用下使器件转化为高阻态（HRS）的过程；而SET过程描述的是，器件由一开始的高阻态（HRS）在外界偏压的作用下进而转化为低阻态（LRS）的过程。无论是Forming，RESET，还是SET。都是描述的一种电压的过程，所以它们的单位都是电压的单位，用电压单位符号V表示。图中还有一