通过优化侧壁和界面结构，采用强化退火技术提高40纳米RRAM芯片的可靠性

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Improving Reliability of 40-nm RRAM Chip Through Radical-Enhanced Annealing for Sidewall and Interface Engineering

　　

可靠性是包括电阻式随机存取存储器（RRAM）在内的新兴非易失性存储器商业化的一个关键瓶颈。在这项工作中，我们成功开发出了一款基于HfOx的40纳米RRAM芯片，该芯片通过在侧壁和界面层面进行工程设计，实现了出色的晶圆级均匀性和强大的阵列级可靠性。我们引入了自由基增强退火（REA）工艺来解决干法刻蚀引起的可靠性问题，并提高了对导电细丝（CFs）开关行为的控制能力。采用REA工艺后，与未采用REA的基线相比，我们获得了更高的开关比（10.86×），同时具备了100,000次循环的耐久性、在85?°摄氏度下的十年数据保持能力，以及超过109次循环的读干扰免疫力。通过广泛的材料表征、结构模拟和电气测试，详细阐明了RRAM芯片的可靠性特性以及REA对器件性能影响的机制。这项工作为解决RRAM的可靠性问题提供了有效方案，并促进了RRAM向更先进技术节点的大规模集成。