Effects of sol aging on resistive switching behaviors of HfOx resistive memories

材料科学 电阻随机存取存储器 热传导 欧姆接触 光电子学 空间电荷 复合材料 电压 图层(电子) 电气工程 量子力学 物理 工程类 电子
作者
Chih-Chieh Hsu,Jhen-Kai Sun,Che-Chang Tsao,Yuting Chen
出处
期刊:Physica B-condensed Matter [Elsevier BV]
卷期号:508: 98-103 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.physb.2016.12.023
摘要

This work investigates effects of long-term sol-aging time on sol-gel HfOx resistive random access memories (RRAMs). A nontoxic solvent of ethanol is used to replace toxic 2-methoxyethanol, which is usually used in sol-gel processes. The top electrodes are fabricated by pressing indium balls onto the HfOx surface rather than by using conventional sputtering or evaporation processes. The maximum process temperature is limited to be 100 ℃. Therefore, influences of plasma and high temperature on HfOx film can be avoided. Under this circumstance, effects of sol aging time on the HfOx films can be more clearly studied. The current conduction mechanisms in low and high electric regions of the HfOx RRAM are found to be dominated by Ohmic conduction and trap-filled space charge limited conduction (TF-SCLC), respectively. When the sol aging time increases, the resistive switching characteristic of the HfOx layer becomes unstable and the transition voltage from Ohmic conduction to TF-SCLC is also increased. This suggests that an exceedingly long aging time will give a HfOx film with more defect states. The XPS results are consistent with FTIR analysis and they can further explain the unstable HfOx resistive switching characteristic induced by sol aging.

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