Low-power, high-performance, non-volatile inkjet-printed HfO 2 -based resistive random access memory : from device to nanoscale characterization
Vescio, Giovanni (Universitat de Barcelona. Institut de Nanociència i Nanotecnologia)
Martín, Gemma (Universitat de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica)
Crespo Yepes, Albert (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Claramunt, Sergi (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Alonso Pérez, Daniel (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Lopez-Vidrier, Julian (Albert-Ludwigs-Universität Freiburg)
Estrade, Sonia (Universitat de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica)
Porti i Pujal, Marc (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Rodríguez Martínez, Rosana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Peiro, Francesca (Universitat de Barcelona. Institut de Nanociència i Nanotecnologia)
Cornet, Albert (Universitat de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica)
Cirera, Albert (Universitat de Barcelona. Institut de Nanociència i Nanotecnologia)
Nafría i Maqueda, Montserrat (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Data:	2019
Resum:	Low-power, high-performance metal-insulator-metal (MIM) non-volatile resistive memories based on HfO2 high-k dielectric are fabricated using a drop-on-demand inkjet printing technique as a low-cost and eco-friendly method. The characteristics of resistive switching of Pt (bottom)/HfO2/Ag (top) stacks on Si/ SiO2 substrates are investigated in order to study the bottom electrode's interaction with the HfO2 dielectric layer and the resulting effects on resistive switching. The devices show low Set and Reset voltages, high ON/OFF current ratio, and relatively low switching current (~1 μA), which are comparable to the characteristics of current commercial CMOS memories. In order to understand the resistive switching mechanism, direct structural observation is carried out by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) on cross-sectioned samples prepared by focused ion beam (FIB). In addition, electron energy loss spectroscopy (EELS) inspections discard a silver electro-migration effect.
Ajuts:	Ministerio de Economía y Competitividad MAT2015-66443-C2-2-R Ministerio de Economía y Competitividad TEC2013-45638-C3-1-R Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-384
Nota:	Altres ajuts: G. Vesio acknowledges the Spanish Government for his Ph.D. grant in the FPU program.
Drets:	Tots els drets reservats.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Matèria:	Inkjet-printed ReRAM ; High-k HfO2 ; Cost-efficient technology ; High-performance resistive switching ; TEM
Publicat a:	ACS applied materials & interfaces, Vol. 11, issue 26 (2019) , p. 23659-23666, ISSN 1944-8252

DOI: 10.1021/acsami.9b01731
PMID: 31180626

Postprint 27 p, 836.1 KB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats