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09.11.2017 | S.I. : Computational Electronics of Emerging Memory Elements | Ausgabe 4/2017

Journal of Computational Electronics 4/2017

Toward reliable RRAM performance: macro- and micro-analysis of operation processes

Zeitschrift:
Journal of Computational Electronics > Ausgabe 4/2017
Autoren:
Gennadi Bersuker, Dmitry Veksler, David M. Nminibapiel, Pragya R. Shrestha, Jason P. Campbell, Jason T. Ryan, Helmut Baumgart, Maribeth S. Mason, Kin P. Cheung

Abstract

Resistive random access memory (RRAM) technology promises superior performance and scalability while employing well-developed fabrication processes. Conductance in insulating oxides employed in RRAM devices can be strongly affected by atomic-level changes that makes cell switching properties extremely sensitive to operation conditions inducing local structural modifications. This opens an opportunity to condition the memory cell stack by forming a conductive filament capable of high frequency, low energy switching. Certain materials with pre-existing conductive paths, in particular some polycrystalline oxides, like hafnia, are shown to respond well to this approach. For this class of materials, the concept of ultra-fast pulse technique as an ultimate method for assessing RRAM switching capabilities in circuitry operations is discussed. Hafnia-based cells demonstrate compliance-free (1R) forming with no current overshoot, low operation currents, and reduced variability.

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