Твердотельная электроника

Мемристоры для энергонезависимой резистивной памяти на основе двухслойного диэлектрика Al$_2$O$_3$/ZrO$_2$(Y)

А. В. Круглов, Д. А. Серов, А. И. Белов, М. Н. Коряжкина, И. Н. Антонов, С. Ю. Зубков, Р. Н. Крюков, А. Н. Михайлов, Д. О. Филатов, О. Н. Горшков

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, 603022 Нижний Новгород, Россия

Аннотация: Исследованы мемристоры на основе двухслойного диэлектрика Al$_2$O$_3$/ZrO$_2$(Y) с толщиной слоя Al$_2$O$_3$, равной 0, 3, 6 и 9 nm, изготовленные методом магнетронного распыления. Показано, что наличие дополнительного диэлектрического слоя Al$_2$O$_3$ между химически активным электродом Ta и функциональным диэлектриком ZrO$_2$(Y) позволяет локализовать места разрушения и последующего восстановления филаментов при циклических резистивных переключениях и приводит к улучшению стабильности токовых состояний мемристора. Обнаружено, что мемристорные структуры при разных толщинах Al$_2$O$_3$ после изготовления могут находиться как в проводящем, так и в непроводящем состояниях. Установлено, что структуры, изначально находящиеся в различных резистивных состояниях и прошедшие процедуры электроформовки или “антиформовки”, не демонстрировали при последующих измерениях существенных различий в величинах токов и напряжений переключения. Полученные результаты могут быть использованы в качестве рекомендаций по изготовлению “бесформовочных” мемристорных структур, что актуально для их КМОП-интеграции.

Ключевые слова: мемристор, резистивная память, резистивное переключение, филамент, вольт-амперная характеристика, электроформовка, стабилизированный диоксид циркония, оксид алюминия.

Поступила в редакцию: 13.06.2024
Исправленный вариант: 01.08.2024
Принята в печать: 25.09.2024

DOI: 10.61011/JTF.2024.11.59100.204-24

Реферативные базы данных:

•