忆阻器堆叠交叉阵列漏电流问题研究进展

忆阻器是一种新型的非易失性存储器,具有结构简单、功耗低、集成密度高、类突触性质等特点。忆阻器主要以交叉阵列的形式作为人工突触,被用于构造人工神经网络,然而,忆阻器的交叉阵列面临着潜在的通路漏电流问题,这阻碍了忆阻器的进一步应用。文章简要分析了忆阻器堆叠交叉阵列产生漏电流的原因,主要介绍了二极管-忆阻器、选通器-忆阻器、晶体管-忆阻器等多种抑制漏电流的方案,总结并展望了超大规模集成忆阻器的应用前景。     

插层Al2O3对氧化铪基忆阻器的性能优化及多值特性研究

近年来,氧化铪基忆阻器因其优异的阻变性能及与CMOS工艺兼容等特点而被广泛研究。然而,氧化铪基忆阻器仍存在以下问题:1) 器件良率、可靠性、均一性不足;2) Set和Reset 过程中电流突变,导致多值特性较差。为实现氧化铪基忆阻器的性能优化及多值特性,文章在HfO₂表面生长一层1~5 nm Al₂O₃,构造Al₂O₃/HfO₂双介质层忆阻器,并对HfO₂和Al₂O₃的厚度进行优化,最终得到性能显著提升的Al₂O₃/HfO₂双介质层多值忆阻器。该器件呈现出保持性良好的10个不同电阻态(1×10⁴ s@85℃)。由于氧离子在Al₂O₃层的迁移率更低,限制了氧空位细丝生长速率及宽度,且Al₂O₃具有热增强作用,使氧空位分布更均匀,促使氧空位细丝生成/断裂过程由突变转为渐变。该工作为进一步实现氧化铪基忆阻器的性能优化及多值特性提供了参考。