Riassunto analitico
Questo lavoro è concentrato nell’analisi statistica del meccanismo di commutazione resistiva che avviene nei dispositivi RRAM innovativi.
Lo studio è concentrato in particolar modo nei dispositivi con una struttura MIM composta da TiN/Ti/HfOX/TiN come una soluzione plausibile per la sostituzione dell’attuale tecnologia FLASH nelle memorie non volatili.
Sono stati studiati I meccanismi fisici, le proprietà dei materiali e le caratteristiche elettriche di questo dispositivo.
Sono state descritte le varie fasi di funzionamento che caratterizzano questo dispositivo. Il processo di forming, set, reset e la lettura dello stato.
Per ognuno delle fasi di funzionamento sono stati individuati i parametri fondamentali intrinseci del dispositivo e tramite numerose prove sperimentali, eseguite nel laboratorio di strumentazione elettronica presso il dipartimento di ingegneria “Enzo Ferrari” dell’Università di Modena e Reggio Emilia, sono stati studiati i loro andamenti in base ai parametri controllati dall’esterno.
In modo dettagliato è stato studiato il comportamento I-V del dispositivo e il rumore RTN.
Sulla base dei risultati dei vari esperimenti si è cercato di costruire un modello empirico in grado di descrivere in modo semplice il funzionamento del dispositivo, calibrandolo su un modello fisico accurato ma computazionalmente oneroso.
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Abstract
This work is concentrated in the statistical analysis of the resistive switching mechanism that takes place in innovative RRAM devices.
The study focused particularly on devices with a MIM structure composed of TiN / Ti / HfOX / TiN as a plausible solution for the replacement of the FLASH technology in non-volatile memories.
Physical mechanisms, material properties and electrical characteristics of this device are studied.
Have been described the various operating phases that characterize this device. The process of forming, set, reset and read out of the state.
For each one of the operation phases have been identified the fundamental intrinsic parameters of the device and through experimental tests, performed in the laboratory of electronic instrumentation in the department of engineering "Enzo Ferrari" of “Università di Modena e Reggio Emilia”, were studied their trends according to the parameters controlled from outside.
In detail we studied the behavior of the IV device and RTN noise.
Based on the results of the various experiments we tried to build an empirical model able to describe in simple terms the operation of the device, calibrating it on a physical model accurate but computationally expensive.
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