Effect of the Material of Electrodes on Electroformation and Properties of Memristors Based on Open Metal–SiO2–Metal Sandwich Structures

V. M. Mordvintsev; Мордвинцев В. М.; S. E. Kudryavtsev; Кудрявцев С. Е.; V. V. Naumov; Наумов В. В.; E. S. Gorlachev; Горлачев Е. С.

doi:10.31857/S0544126923700515

Влияние материала электродов на электроформовку и свойства мемристоров на основе открытых “сэндвич”-структур металл–SiO₂–металл

Авторы: Мордвинцев В.М.¹, Кудрявцев С.Е.¹, Наумов В.В.¹, Горлачев Е.С.¹
Учреждения:
1. Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН
Выпуск: Том 52, № 5 (2023)
Страницы: 431-440
Раздел: ТЕХНОЛОГИИ
URL: https://journals.rcsi.science/0544-1269/article/view/138579
DOI: https://doi.org/10.31857/S0544126923700515
EDN: https://elibrary.ru/PZYPSZ
ID: 138579

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Мемристоры (элементы энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти) на основе электроформованных открытых “сэндвич”–МДМ-структур изготавливались по тонкоплeночной технологии. Исследования процесса электроформовки и особенностей вольтамперных характеристик после его проведения для структур с различными материалами электродов показали, что в случае выполнения анода из вольфрама удаeтся минимизировать вероятность электрического пробоя при электроформовке и последующем функционировании элементов памяти. Это справедливо при любой позиции анода в МДМ-структуре: как верхней, так и нижней. Тем не менее, экспериментально показано, что вольфрам не является оптимальным материалом. Изготовление анода из молибдена сохранило все достоинства конструкции с вольфрамом, а кроме того, привело к заметному уменьшению напряжения электроформовки, что может обеспечить большую надeжность этого процесса. Полученные результаты могут использоваться при оптимизации конструкции элемента памяти.

Ключевые слова

мемристор, элемент памяти, МДМ-структуры, материал электрода, электроформовка, проводящая среда, проводящая наноструктура

Список литературы

Abunahla H., Mohammad B. Memristor Device Overview. In: Memristor Technology: Synthesis and Modeling for Sensing and Security Applications. Analog Circuits and Signal Processing. Cham: Springer. 2018. 106 p.
Sun W., Gao B., Chi M., Xia Q., Yang J.J., Qian H., Wu H. Understanding memristive switching via in situ characterization and device modeling // Nat. Commun. 2019. V. 10. P. 3453-1–13.
Ielmini D. Resistive switching memories based on metal oxides: mechanisms, reliability and scaling // Semicond. Sci. Technol. 2016. V. 31. P. 063002-1–25.
Mehonic A., Shluger A.L., Gao D., Valov I., Miranda E., Ielmini D., Bricalli A., Ambrosi E., Li C., Yang J.J., Xia Q., Kenyon A.J. Silicon Oxide (SiOx): A Promising Material for Resistance Switching? // Adv. Mater. 2018. P. 1801187-1–21.
Тихов C.B., Горшков О.Н., Антонов И.Н., Касаткин А.П., Королев Д.С., Белов А.И., Михайлов А.Н., Тетельбаум Д.И. Изменение иммитанса при электроформовке и резистивном переключении в мемристивных структурах “металл–диэлектрик–металл” на основе SiOx // ЖТФ. 2016. Т. 86. Вып. 5. С. 107–111.
Захаров П.С., Итальянцев А.Г. Эффект переключения электрической проводимости в структурах металл–диэлектрик–металл на основе нестехиометрического оксида кремния // Труды МФТИ. 2015. Т. 7. № 2. С. 113–118.
Мордвинцев В.М., Кудрявцев С.Е., Левин В.Л. Электроформовка как процесс самоформирования проводящих наноструктур для элементов энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 1–2. С. 174–182.
Мордвинцев В.М., Кудрявцев С.Е., Левин В.Л. Высокостабильная энергонезависимая электрически перепрограммируемая память на самоформирующихся проводящих наноструктурах // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 1–2. С. 183–191.
Mordvintsev V.M., Gorlachev E.S., Kudryavtsev S.E. A mechanism for the formation of a conducting medium in memristers based on electroformed open sandwich MDM structures // Russian Microelectronics. 2022. V. 51. № 4. P. 255–263.
Mordvintsev V.M., Kudryavtsev S.E. Effect of constructional features of the insulating gap of open TiN–SiO2–W and Si–SiO2–W “sandwich” structures on the process of their electroforming // Russian Microelectronics. 2017. V. 46. № 4. P. 243–251.
Mordvintsev V.M., Naumov V.V., Simakin S.G. Secondary Ion Mass Spectrometry Study of the Formation of a Nanometer Oxide Film on a Titanium Nitride Surface // Russian Microelectronics. 2016. V. 45. № 4. P. 242–255.