Nano-analytical investigation of the forming process in an HfO2-based resistive switching memory

Autor: Gauthier Lefevre, Tristan Dewolf, Nicolas Guillaume, Serge Blonkowski, Christelle Charpin-Nicolle, Eric Jalaguier, Etienne Nowak, Nicolas Bernier, Tom Blomberg, Marko Tuominen, Hessel Sprey, Guillaume Audoit, Sylvie Schamm-Chardon
Přispěvatelé: Laboratoire des technologies de la microélectronique (LTM ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Journal of Applied Physics
Journal of Applied Physics, 2021, 130 (24), pp.244501. ⟨10.1063/5.0072343⟩
ISSN: 1089-7550
0021-8979
Popis: International audience; Metal oxide-based resistive random access memory devices are highly attractive candidates for next-generation nonvolatile memories, butthe resistive switching phenomena remain poorly understood. This article focuses on the microscopic understanding of the initial formingstep, which is decisive for the switching process. The integrated resistive switching memory effect in Ti/HfO2/TiWN metal insulator metalstructures is studied. After forming, transmission electron microscopy investigations pointed out the presence of a funnel-shaped region, inthe ON state of the cell, where slightly oxidized Ti (TiOx) was present within HfO2 dielectric. Modeling of the measured ON state conductance of the cell with the semi-classical approximation is consistent with a conductive nanometric TiOx filament (or a sum of sub-nanometric TiOx filaments) present in the funnel-shaped region. The conductive area is likely formed by diffusion after the dielectric breakdown
Databáze: OpenAIRE
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