ECM型阻變存儲(chǔ)器的建模與仿真.pdf

1、隨著便攜式移動(dòng)多媒體電子產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，非揮發(fā)性存儲(chǔ)器Flash迅速占據(jù)了存儲(chǔ)芯片的絕大部分市場(chǎng)。但是根據(jù)摩爾定律，特征尺寸在不斷縮減，在進(jìn)入20nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)之后，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器由于其物理局限性正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。業(yè)界普遍認(rèn)為16nm-3D技術(shù)將會(huì)是Flash存儲(chǔ)器最后的舞臺(tái)。為了應(yīng)對(duì)危機(jī)，多種類(lèi)型的新型存儲(chǔ)器，如鐵電存儲(chǔ)器(FeRAM)、相變存儲(chǔ)器(PRAM)、磁阻存儲(chǔ)器(MRAM)以及阻變存儲(chǔ)器(RRAM)應(yīng)運(yùn)而生。其中RRAM由

2、于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作速度快，可等比縮小至納米量級(jí)，與CMOS工藝兼容等諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)高集成、低功耗技術(shù)要求極具吸引力。特別是基于二元金屬氧化物的RRAM研究已然成為研究的焦點(diǎn)，而且也被認(rèn)為是新一代非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的最有力競(jìng)爭(zhēng)者。但是目前針對(duì)RRAM的研究還未成熟，在阻變機(jī)制方面沒(méi)有統(tǒng)一的理論，器件的耐久性、一致性等都表現(xiàn)較差，需要大量研究。
　　本文主要根據(jù)目前的研究現(xiàn)狀，針對(duì)RRAM的阻變機(jī)制進(jìn)行了兩方面的研究。其一是，根據(jù)業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)

3、可的電化學(xué)型(ECM)導(dǎo)電細(xì)絲機(jī)制，結(jié)合前人的一些研究成果，開(kāi)展了一個(gè)完整的用于描述ECM單元阻變行為的數(shù)學(xué)模型研究。對(duì)ECM單元的SET和RESET過(guò)程中電流電壓的變化、導(dǎo)電細(xì)絲的生長(zhǎng)以及溶解過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)描述。第二部分內(nèi)容是針對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型，采用MATLAB工具對(duì)模型中的不同參數(shù)進(jìn)行仿真，如SET和RESET過(guò)程的電流電壓、隧穿間隙的變化，不同電極材料對(duì)阻變I-V特性的影響等諸多內(nèi)容。仿真工作一方面可以更加形象地理解RRAM的導(dǎo)