基于28nm标准逻辑工艺的阻变存储器保持特性研究

作     者：袁鹏 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李颖弢

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：阻变存储器 1T1R 可靠性 保持特性 28nm逻辑工艺 

摘      要：近年来,随着智能手机,数码相机,平板电脑,移动存储设备等便携式电子产品的普及和不断发展,非易失性存储器市场不断扩大。基于电荷存储的闪存是非易失性存储器市场二十多年的主流产品。然而,闪存存在几个明显的缺点,例如编程速度慢(10μs),耐久性差(10 V)。而且,由于微缩化会带来可靠性的降低,闪存将在不久的将来达到其物理微缩化的极限,同时闪存越来越难以满足大数据时代的要求。因此,迫切需要开发新型非易失性存储器。基于电阻转换存储概念的阻变存储器(RRAM)由于其结构简单、读写速度快、可微缩化潜力大、多值存储、数据保持特性好,以及与当前传统CMOS工艺的高兼容性,被认为是最有前途的下一代非易失性存储器。随着近十年的研究人员的不懈努力,RRAM已经得到了飞速的发展,成为存储领域的热点之一。但是如果想把成熟的阻变存储器产品推向市场,目前仍然存在着一些可靠性问题需要解决。比如:器件的耐受性,保持特性和抗干扰能力等。本文在28 nm先进的工艺节点下摸索出基于后段工艺、可以与标准CMOS平台兼容的非挥发存储器,是嵌入式非挥发存储器领域的一项新突破。同时,利用1Mb阻变存储器阵列,对RRAM阵列可靠性之一的保持特性进行了研究工作。在1Mb阵列中针对热稳定性,进行了详实的测量和分析。数据表明,处于高阻态(HRS)与低阻态(LRS)的单元都可以耐受长时间的高温烘烤(150℃)和焊接工艺(260℃)。同时,一种提高阻变存储器的保持特性的办法也被提出来,能有效的提高器件的保持特性。