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我所阻变存储器器件研究取得最新进展
2008-04-30 | 编辑: | 【 【打印】【关闭】
 

  我所刘明研究员领导的下一代非挥发性半导体存储器研究组,最近在阻变存储器领域取得最新进展,题为“Nonpolar Nonvolatile Resistive Switching in Cu Doped ZrO2”的研究论文发表在最新一期的“电子器件快报”(IEEE Electron Device letters,2008年5月刊)上,该刊物是国际电子电气工程师协会电子器件领域最权威的学术期刊。这是该研究组继去年在权威期刊“应用物理快报”(Applied Physics Letters)上发表两篇关于掺杂二元氧化物的阻变效应以来,在该领域取得的又一最新进展。

  尽管FLASH存储器是目前非挥发性半导体存储器市场上的主流器件,但是随着微电子技术节点不断向前推进,基于传统浮栅结构的FLASH 技术正在遭遇严重的技术难点,其中最主要的问题是其随技术代发展的可缩小性受阻。在这种局面下,工业界和学术界对下一代非挥发性半导体存储器技术的研发,主要体现为两种趋势。一是尽可能将目前的FLASH技术向更高技术代(45 nm甚至32 nm)推进。另一个趋势就是在FLASH技术达到 其物理极限而无法继续推进后,采用完全不同的新技术和新存储原理。阻变存储器(RRAM)是属于后一条技术路线。

  在阻变存储器(RRAM)的研究中,刘明研究员领导的研究组(参与人员:龙世兵、管伟华、王琴、刘琦、张森、胡媛、王永、杨潇楠等)把研究的注意力集中在材料组分简单、制造工艺与CMOS兼容的二元金属氧化物上,创新性地研究了掺杂二元金属氧化物的电阻转变特性。实验结果发现在二元金属氧化物中掺杂可以有效的提高器件的成品率,这项结果使得掺杂的二元金属氧化物材料具有很大的RRAM的应用潜力。近期该研究组还基于已经深入研究的Cu/ZrO2:Cu/Pt材料结构,在国内率先制备了8×8的64位阻变存储器交叉阵列,所成功制备的存储阵列最高存储密度达到277.78 Mb/cm2。已发表的相关论文有:

  1. Weihua Guan, Shibing Long, Qi Liu, Ming Liu, and Wei Wang, "Nonpolar nonvolatile resistive switching in Cu doped ZrO2", IEEE Electron Devices Lett., 29, 434 (2008).

  2. Qi Liu, Weihua Guan, Shibing Long, Rui Jia, Ming Liu, and Junning Chen, "Resistive switching memory effect of ZrO2 films with Zr+ implanted",  Appl. Phys. Lett., 92, 012117 (2008).

  3. Weihua Guan, Shibing Long, Rui Jia, and Ming Liu, "Nonvolatile resistive memory utilizing gold nanocrystals embedded in zirconium oxide", Appl. Phys. Lett., 91, 062111 (2007).

  以上工作得到国家重点基础研究发展计划,中国高技术研究发展计划,国家自然科学基金和微电子所所长基金的支持。

  

  

  

  

  Cu/ZrO2:Cu/Pt结构的RRAM单元的I-V曲线

 

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