Атомно-слоевое осаждение HfO2 для структур с резистивным переключением
Автор: Григал И.П., Егоров К.В., Гудкова С.А., Чуприк А.А., Маркеев А.М.
Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Рубрика: Молекулярная физика и физика живых систем
Статья в выпуске: 3 (23) т.6, 2014 года.
Бесплатный доступ
В данной работе проведено исследование влияния материала подложки на процесс атомно-слоевого осаждения (АСО) пленки HfO2 и характеристики эффекта резистивного переключения в структурах металл-изолятор-металл (МИМ). Методами рентгеновской дифракции, рентгеновской рефлектометрии были изучены свойства функционального слоя HfO2 в зависимости от материала подложки. Было установлено, что скорость роста HfO2 на металлических подложках в 1.1-1.2 раза превышает скорость роста на кремниевой подложке, а также металлические подложки способствуют более ранней кристаллизации слоя HfO2. Исследование химического состояния подслоев Pt и TiN методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии показало, что в случае использования в качестве материала подложи TiN, АСО пленки осуществляется на оксиде, а при использовании Pt - на металле. Структура Pt/HfO2/TiN проявляет стабильный эффект резистивного переключения (> 200 циклов перезаписи) при отношении сопротивлений в выключенном и включенном состоянии.
Атомно-слоевое осаждение, резистивное переключение, тонкие диэлектрические пленки
Короткий адрес: https://sciup.org/142186022
IDR: 142186022
Список литературы Атомно-слоевое осаждение HfO2 для структур с резистивным переключением
- International Roadmap of semiconductors, 2010.
- Chen F.T., Lee H. Y., Chen Y. S., Hsu Y. Y., Zhang L. J., Chen P. S., Chen W. S., Gu P. Y., Liu W. H., Wang S. M., Tsai C. H., Sheu S. S., Tsai M. J., R. Huang R. Resistance switching for RRAM applications//Sci China Inf Sci. -2011. -V. 54. -P. 1073-1086.
- Sawa A. Resistive switching in transition metal oxides. Mater. Today. -2008. -V. 11. -P. 28.
- Strukov D.B., Snider G.S., Stewart D.R., Williams R.S. The missing memristor found//Nature. -2008. -V. 453. -P. 80-83.
- Yang J.J. [et al.]. Memristive switching mechanism for metal/oxide/metal nanodevices//Nature Nanotechnology. -2008. -V. 3. -P. 429.
- Yu S., Lee B. and Wong H.-S. P. Metal oxide resistive switching memory. Functional Metal Oxide Nanostructure/J. Q. Wu, Ed. Berlin, Germany: Springer-Verlag. -2011. -P.303-335.
- Kim D.C., Seo S., Ahn S.E. [et al.]. Electrical observations of filamentary conductions for the resistive memory switching in NiO films//Appl. Phys. Lett. -2006. -V. 88. -P. 202102.
- Ryu S.W., Ahn Y.B., Kim H.J., Nishi Y. Ti-electrode effects of NiO based resistive switching memory with Ni insertion layer//Appl. Phys. Lett. -2012. -V. 100, N 13. -P. 133502.
- Dong R., Lee D.S., Xiang W.F. [et al.]. Reproducible hysteresis and resistive switching in metal-CuxO-metal heterostructures//Appl. Phys. Lett. -2007. -V. 90. -P. 042107.
- Lee H.Y., Chen P.S., Wu T.Y. [et al.]. Low power and high speed bipolar switching with a thin reactive ti buffer layer in robust HfO2 based RRAM//IEDM Tech. Dig. -2008. -P. 297-300.
- Puurunen R.L. Surface chemistry of atomic layer deposition: A case study for the trimethylaluminum/water process//J. Appl. Phys. -2005. -V. 97. -P. 121301-121362.
- Алехин А.П., Григал И.П., Гудкова С.А., Лебединский Ю.Ю., Маркеев А.М., Чуприк А.А. Атомно-слоевое осаждение трехкомпонентных диэлектриков Hf𝑥Al1-𝑥O𝑦 c высокой диэлектрической проницаемостью//ТРУДЫ МФТИ. -2011. -Т. 3, № 3. -C. 22-29.
- Delabie A., Puurunen R., Caymax M., Conard T., Onsia B., Richard O., et al. Atomic layer deposition of hafnium oxide on germanium substrates//J. Appl. Physics. -2005. -V. 97. -P. 064104.
- Wang J., Baroughi M.F., Bills B., Galipeau D., Samadzadeh R., Sivoththaman S. Substrate dependence of surface passivation using atomic layer deposited dielectrics//PVSC IEEE Conference Publcations -2009. -P. 001988.
- Петраков А.П. Метод рентгеновской рефлектометрии и его применение для исследования лазерного испарения окисной пленки с поверхности кремния//ЖЭТФ. -2003. -Т. 4, № 4. -С. 129-134.
- Won S., Suh S., Lee S., Choi G., Hwang C., Kim H. Substrate dependent growth rate of plasma-Enhanced atomic layer deposition of titanium oxide using N2O gas//Electrochemical and solid-state letters. -2010. -V. 13, N 2 -P. G13-G16.
- Kim H., Rossnagel S. Growth kinetics and initial stage growth during plasma-enhanced Ti atomic layer deposition//J. Vac. Sci. Technol. A. -2002. -V. 20. -P. 802-808.
