操作电流对相变存储器单元疲劳特性的影响

• 作者: 夏洋洋 王月青 王玉婵 王青 蔡道林 陈一峰 陈邦明 霍如如 魏宏阳
• 来源期刊: 半导体技术
• 学科: 工学
• 关键词: 相变存储器 疲劳特性 电阻漂移 操作电流 器件失效
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 所属期刊栏目: 可靠性
• 页码范围: 944-949
• 分类号: TP333
• 语种: 中文
• DOI: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2015.12.012

摘要

基于中芯国际40 nm工艺制备的64 Mbit相变存储器,设计并进行了两组对比实验.分别使用不同幅值和脉宽的RESET电流脉冲对存储器单元进行疲劳操作,对相变存储器单元的疲劳性能与RESET操作电流的关系进行了研究.实验结果表明,存储单元的疲劳寿命和RESET脉冲幅值的平方呈反比关系,和脉冲宽度呈反比关系.在相变存储器的操作过程中,高阻态下的电阻值出现先减小后增大的漂移现象,这是因为操作电流会对相变材料组分产生影响,在相变材料层中会出现逐渐增大的孔洞,孔洞最终导致相变器件失效,与实验中高阻态阻值漂移现象相吻合,同时可以用来预测存储单元的疲劳寿命.