過渡金屬氧化物阻變存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)特性的蒙特卡洛仿真.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著集成電路工藝技術(shù)的發(fā)展,以FLASH存儲(chǔ)器為代表的傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)器在集成電路特征尺寸不斷減小的情況下遇到越來越多的問題。新型非易失性阻變存儲(chǔ)器(RRAM)因其表現(xiàn)出的特征尺寸可縮小性良好、存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)簡單、與現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝相兼容等特點(diǎn),引起國內(nèi)外業(yè)界與學(xué)術(shù)界的廣泛研究。RRAM器件工作過程中功能層的微觀效應(yīng)和阻變機(jī)理尚未完全明確,影響了RRAM器件的進(jìn)一步研發(fā)與應(yīng)用。
   本文中采用動(dòng)力學(xué)MonteCarlo方法,首先對(duì)

2、基于電化學(xué)原理的雙極型RRAM的阻值變化過程進(jìn)行了仿真,并根據(jù)功能層厚度等因素對(duì)RRAM器件的電特性進(jìn)行了模擬和分析,從而完善了已有的雙極型RRAM模型。
   在準(zhǔn)確模擬阻變功能層轉(zhuǎn)變過程的基礎(chǔ)上,以RRAM器件二維尺寸變化為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),分別從電學(xué)性質(zhì)變化、參數(shù)均勻性變化和局域熱效應(yīng)的角度,對(duì)雙極RRAM的工作性能變化進(jìn)行了分析。從模擬結(jié)果可以看出,通過調(diào)整優(yōu)化RRAM器件的二維尺寸,可以得到較為理想的器件性能,從而應(yīng)用于未來的

3、存儲(chǔ)器生產(chǎn)中。
   其次,通過對(duì)一維氧空位模型電子占有率的計(jì)算,確定了基于VCM原理的RRAM器件中氧空位產(chǎn)生和復(fù)合發(fā)生的幾率。運(yùn)算所得到的氧空位電子占有率在代入二維動(dòng)力學(xué)MonteCarlo模型后,對(duì)VCM原理的RRAM器件進(jìn)行了電學(xué)轉(zhuǎn)變過程的仿真。
   最后,為了同仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比討論,驗(yàn)證建模仿真工作的準(zhǔn)確性,制備了W/VOx/Cu阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu),從而以實(shí)驗(yàn)與建模仿真結(jié)合的方式對(duì)阻變存儲(chǔ)器存儲(chǔ)機(jī)理進(jìn)行了探索。

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