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學術出版;;Publications

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收集所有交通大學研究人員與學生個人或團體所發表之各項學術著作，涵蓋期刊論文、教師專書、學位論文等項。;;Collections of Publications of NCTU Researchers and Students Like Journal Papers and Thesis.

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2010 - 20124

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🏛️國立陽明交通大學機構典藏

Author: search.filters.author.施敏Subject: search.filters.subject.電阻式記憶體

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    具奈米點之電阻式記憶體元件製作與物理機制研究
    (2010)
    施敏
    ;
    SZE SIMON MIN
    ;
    國立交通大學電子工程學系及電子研究所
    隨著浮停閘非揮發性記憶體的尺寸持續微縮之下，浮停閘記憶體的穿遂氧化層面臨到元件可靠度 的問題。最主要是薄穿遂氧化層在多次的寫入與抹除之後，穿遂氧化層會產生漏電路徑，導致元件內 儲存的電荷消失，使得記憶狀態發生錯誤。近年來，電阻式切換記憶體被學界與業界廣泛的研究，以 期應用於非揮發性記憶體。有別於傳統的浮停閘元件，電阻式記憶體的結構主要由上電極/電阻轉態層 /下電極所構成，可利用電壓或者電流來改變轉態層內的阻值，且在電源移除後，仍然保留原來的電阻 值，而達到非揮發性記憶體的功能。由於電阻式記憶體並沒有傳統元件穿遂氧化層微縮的問題，且電 阻式記憶體具有操作電壓低、體積小與操作速度快等優點，被視為下世代非揮發性記憶體元件的主要 選擇。 本計畫將研究奈米點嵌入電阻式切換記憶體特性的影響，並探討記憶體的電阻轉態機制，藉由對 機制的釐清，改善電阻式記憶體的記憶特性。計畫的第一年，我們將發展具有奈米點之電阻式記憶 體的元件製程，並研究不同奈米點結構之電阻式記憶體，探討不同奈米點位置對於電阻轉換特性 的影響，並且也將研究單層與多層奈米點的差別，分析多層奈米點是否能進一步改善電阻轉換特 性的均勻度。第二年，我們將針對第一年所製作的奈米點嵌入式記憶體做完整的電性分析與物理 機制探討。目前電阻式記憶體的物理機制與操作特性，尚未有明確的結果，這些原因都將影響電 阻式記憶體的發展。在第二年中，我們將針對第一年所製作的記憶體元件，進行完整的電性量測， 包含操作參數的萃取與記憶體特性的探討，並結合元件的計算與模擬進而推論電阻式記憶體轉態 的完整物理機制，以及奈米點對電阻式記憶體造成影響的物理機制。為了更進一步釐清與驗證所 提的機制，我們將研究電阻式記憶體在變溫條件下之電阻轉換特性，並且利用低溫(300K~4K)量測環 境，排除因熱擾動所造成之效應，藉此研究其電阻轉換機制與溫度之關係，釐清元件的電流傳導機制， 再比對我們提出的模型，如此細節的探討將有助於電阻式記憶體的電阻轉換物理機制釐清，並建立正 確之物理機制模型。
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    具奈米點之電阻式記憶體元件製作與物理機制研究
    (2011)
    施敏
    ;
    SZE SIMON MIN
    ;
    國立交通大學電子工程學系及電子研究所
    隨著浮停閘非揮發性記憶體的尺寸持續微縮之下，浮停閘記憶體的穿遂氧化層面臨到元件可靠度 的問題。最主要是薄穿遂氧化層在多次的寫入與抹除之後，穿遂氧化層會產生漏電路徑，導致元件內 儲存的電荷消失，使得記憶狀態發生錯誤。近年來，電阻式切換記憶體被學界與業界廣泛的研究，以 期應用於非揮發性記憶體。有別於傳統的浮停閘元件，電阻式記憶體的結構主要由上電極/電阻轉態層 /下電極所構成，可利用電壓或者電流來改變轉態層內的阻值，且在電源移除後，仍然保留原來的電阻 值，而達到非揮發性記憶體的功能。由於電阻式記憶體並沒有傳統元件穿遂氧化層微縮的問題，且電 阻式記憶體具有操作電壓低、體積小與操作速度快等優點，被視為下世代非揮發性記憶體元件的主要 選擇。 本計畫將研究奈米點嵌入電阻式切換記憶體特性的影響，並探討記憶體的電阻轉態機制，藉由對 機制的釐清，改善電阻式記憶體的記憶特性。計畫的第一年，我們將發展具有奈米點之電阻式記憶 體的元件製程，並研究不同奈米點結構之電阻式記憶體，探討不同奈米點位置對於電阻轉換特性 的影響，並且也將研究單層與多層奈米點的差別，分析多層奈米點是否能進一步改善電阻轉換特 性的均勻度。第二年，我們將針對第一年所製作的奈米點嵌入式記憶體做完整的電性分析與物理 機制探討。目前電阻式記憶體的物理機制與操作特性，尚未有明確的結果，這些原因都將影響電 阻式記憶體的發展。在第二年中，我們將針對第一年所製作的記憶體元件，進行完整的電性量測， 包含操作參數的萃取與記憶體特性的探討，並結合元件的計算與模擬進而推論電阻式記憶體轉態 的完整物理機制，以及奈米點對電阻式記憶體造成影響的物理機制。為了更進一步釐清與驗證所 提的機制，我們將研究電阻式記憶體在變溫條件下之電阻轉換特性，並且利用低溫(300K~4K)量測環 境，排除因熱擾動所造成之效應，藉此研究其電阻轉換機制與溫度之關係，釐清元件的電流傳導機制， 再比對我們提出的模型，如此細節的探討將有助於電阻式記憶體的電阻轉換物理機制釐清，並建立正 確之物理機制模型。
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    電阻式記憶體新穎材料之開發與機制研究( I )
    (2012)
    施敏
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    SZE SIMON MIN
    ;
    國立交通大學電子工程學系及電子研究所
    非揮發性記憶體廣泛地使用在可攜式電子產品上。然而隨著記憶體元件尺寸的微縮，傳統浮停閘極(Floating Gate) 結構非揮發性記憶體面臨元件可靠度的問題。許多不同儲存技術的記憶體元件被提出來解決浮停閘極記憶體的問題；其中電阻式記憶體(RRAM)具有結構簡單、讀寫速度快、高密度、低成本、低功率消耗以及非揮發性等優點，極有機會取代NAND Flash以及DRAM記憶體，成為下一世代的非揮發性記憶體，因此受到國內外產業、學術以及研究單位的重視。而RRAM能否產品化的關鍵在於下列幾個要素：1.與IC製程的相容性2.較佳的記憶體特性3.新的應用領域(如平面顯示器)。本計畫基於本實驗室的研究基礎上，將開發最具潛力的RRAM材料，研究內容分成三部份：(1)電阻轉換層材料、(2)電極材料的影響、(3)新領域應用，此外將探討其電阻轉態機制，並藉由機制的釐清，取得改善RRAM特性的關鍵要素。開發電阻式記憶體關鍵材料，以提升國內記憶體產業競爭力，研究架構參考圖一。 (1)電阻轉換層材料 (a)氧化矽/氮化矽之摻雜:一般半導體工業常用的氧化矽及氮化矽不具電阻轉態特性，利用摻雜使不具電阻切換特性的二氧化矽具有電阻轉換特性。 (b) Hihg-K 材料: 篩選與半導體工業製程相容之具潛力RRAM材料，並研究其物理機制。 (2)電極材料的影響:研究不同電極材料，對於電阻轉換特性之影響（包含各種金屬及合金材料），更進一步利用惰性金屬摻雜活性金屬之合金，藉此調整氧儲存層電極的溶氧力，以提升電阻轉換特性。 (3) RRAM的新領域應用:開發全透明RRAM材料，並結合TFT整合在同一面板上，將RRAM記憶體應用在顯示器產業。
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    前瞻新結構電阻式記憶體元件之製作( I )
    (2012)
    施敏
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    SZE SIMON MIN
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    國立交通大學電子工程學系及電子研究所
    電阻式記憶體(RRAM)為目前最具發展潛力的非揮發性記憶體，其擁有極低的操作電壓、極短的寫入抹除時間及高度的元件可微縮性，極有機會取代NAND Flash及DRAM，成為下一世代的非揮發性記憶體。對於filament導通為基礎的RRAM而言，目前研究指出不穩定導通路徑的filament造成電阻切換變異，而轉換層的氧元素的散逸可能會造成耐操度、阻值差異，所以我們想以引入新結構的方式來達到抑制上述兩者的缺點，進而增進電阻式記憶體元件之阻態切換的穩定性(stability of operation)、耐操度(endurance)，元件間的均勻性(uniformity)、並藉此新結構的方式釐清其RRAM相關的物理機制。研究內容將分成兩部份：(Ⅰ)延伸電極結構、(Ⅱ)氧控制層結構，以及上述項目之物理機制研究，研究架構如(圖一)所示。 (Ⅰ)延伸電極結構 (a)擴散電極:利用具擴散能力之金屬薄膜作為電極並透過電場將金屬離子驅入到介電層中，藉此形成延伸電極結構，以改善電阻式記憶體元件特性。並比較不同擴散金屬所形成的延伸電極結構之差異。 (b)誘發金屬絲:更進一步，利用摻入金屬路徑的方式，誘發形成金屬絲延伸傳導路徑。 (c)金屬擴散層:使用利於金屬擴散的材料，以提升金屬延伸結構的形成。 (Ⅱ)氧控制層結構 (a)氧離子吸附層:將電阻轉換反應界面上引入具氧吸附能力之元素，形成氧離子吸附層，改善電阻式記憶體操作特性，以提高介電層的電阻轉換特性與穩定度。 (b)多層控制:引入多層氧控制層的概念，更進一步提升氧離子的控制力。