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28 nm PMOS器件中Ge注入对NBTI可靠性的影响
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作者 万雨石 世兵 +1 位作者 蔡巧明 杨列勇 《微电子学》 CAS 北大核心 2019年第3期413-417,共5页
研究了28 nm多晶硅栅工艺中Ge注入对PMOS器件的负偏压温度不稳定性(NBTI)的影响。在N阱中注入Ge,制作了具有SiGe沟道的PMOS量子阱器件。针对不同栅氧厚度和不同应力条件的器件,采用动态测量方法测量了NBTI的退化情况,采用电荷泵方法测... 研究了28 nm多晶硅栅工艺中Ge注入对PMOS器件的负偏压温度不稳定性(NBTI)的影响。在N阱中注入Ge,制作了具有SiGe沟道的PMOS量子阱器件。针对不同栅氧厚度和不同应力条件的器件,采用动态测量方法测量了NBTI的退化情况,采用电荷泵方法测量了界面态的变化情况。实验结果表明,由于Ge的注入,PMOS器件中饱和漏电流的退化量降低了43%,同时应力过程中产生的界面态得到减少,有效提高了PMOS器件的NBTI可靠性。 展开更多
关键词 负偏压温度不稳定性 量子阱器件 器件可靠性
碳掺杂对28 nm PMOS器件性能的影响
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作者 吉忠浩 阎大勇 +4 位作者 世兵 薛景星 徐广伟 肖印长 娄世殊 《微电子学》 CAS 北大核心 2019年第1期136-139,145共5页
基于28nm Polysion工艺,研究了在轻掺杂源漏区(LDD)提升掺杂浓度与掺杂碳源对PMOS器件的影响。实验结果表明,掺杂碳原子可以有效抑制硼的瞬时增强扩散效应(TED),并有效降低器件结深,降低漏电流。在P型轻掺杂源漏区(PLDD)提升掺杂浓度,... 基于28nm Polysion工艺,研究了在轻掺杂源漏区(LDD)提升掺杂浓度与掺杂碳源对PMOS器件的影响。实验结果表明,掺杂碳原子可以有效抑制硼的瞬时增强扩散效应(TED),并有效降低器件结深,降低漏电流。在P型轻掺杂源漏区(PLDD)提升掺杂浓度,可以有效提高电路速度,但会导致更严重的硼扩散与漏电流。通过研究不同浓度的碳原子与PLDD浓度对器件的影响,选取合适的碳源掺杂浓度并提高PLDD的掺杂浓度,在同样饱和电流的情况下器件具有更小的漏电流,可以提升PMOS器件的饱和电流与漏电流(Ion-Ioff)性能约6%。 展开更多
关键词 28nm 碳掺杂 PLDD掺杂浓度 PMOS器件
应力记忆工艺优化对NMOS器件性能的改善
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作者 卢小雨 蔡巧明 +4 位作者 世兵 张烨 张陶娜 杨菁国 张云香 《微电子学》 CAS 北大核心 2019年第2期279-283,共5页
应力记忆工艺(SMT)通过在NMOS器件沟道中产生张应力,提高器件的电子迁移率,从而提升NMOS器件的性能。Si3N4层应力值、SiO2层厚度以及退火顺序等三种因素,均对NMOS器件的性能产生影响,增加了SMT工艺应用的难度。对三组实验结果进行分析,... 应力记忆工艺(SMT)通过在NMOS器件沟道中产生张应力,提高器件的电子迁移率,从而提升NMOS器件的性能。Si3N4层应力值、SiO2层厚度以及退火顺序等三种因素,均对NMOS器件的性能产生影响,增加了SMT工艺应用的难度。对三组实验结果进行分析,研究了三种因素对NMOS器件性能的影响,优化了工艺条件。结果表明,NMOS器件应用SMT工艺后,饱和漏极电流-关态漏极电流(Idsat-Ioff)较传统NMOS器件提高了6%。 展开更多
关键词 应力记忆工艺 NMOS器件 饱和漏极电流-关态漏极电流
Analysis of tail bits generation of multilevel storage in resistive switching memory
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作者 刘璟 许晓欣 +9 位作者 陈传兵 龚天成 余兆安 罗庆 袁鹏 董大年 刘琦 世兵 吕杭炳 刘明 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第11期626-629,共4页
基于六角氮化硼二维薄膜的忆阻器 预览
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作者 吴全潭 时拓 +7 位作者 赵晓 张续猛 伍法才 曹荣荣 世兵 吕杭炳 刘琦 刘明 《物理学报》 CSCD 北大核心 2017年第21期118-124,共7页
报道了一种基于多层六角氮化硼(h-BN)二维薄膜的忆阻器件.该器件不需要电预处理过程,且具有自限流的双极性阻变行为;具有较好的抗疲劳性和较长的数据保持时间.该器件在脉冲编程条件下具有模拟转变特性,即在连续的电压脉冲下器件的电... 报道了一种基于多层六角氮化硼(h-BN)二维薄膜的忆阻器件.该器件不需要电预处理过程,且具有自限流的双极性阻变行为;具有较好的抗疲劳性和较长的数据保持时间.该器件在脉冲编程条件下具有模拟转变特性,即在连续的电压脉冲下器件的电阻态能被连续地调控,使得该器件能够模仿神经网络系统中的神经突触权重变化行为.综上所述,基于多层h-BN的忆阻器具有应用在非易失性存储和神经计算中的潜力. 展开更多
关键词 六角氮化硼 电阻转变 忆阻器 神经形态
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新型阻变存储器的物理研究与产业化前景 被引量:1
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作者 张颖 世兵 刘明 《物理》 北大核心 2017年第10期645-657,共13页
阻变存储器具有结构简单、速度快、存储密度高、易于三维集成等诸多优点,是下一代存储器的重要候选之一。文章详细介绍了阻变存储器的工作原理、电阻转变的物理机制、电阻转变过程中的物理效应以及阻变存储器的集成和产业化前景。
关键词 阻变存储器 电阻转变 导电细丝 集成
阳离子基阻变存储器的研究进展 预览 被引量:1
7
作者 刘琦 刘森 +2 位作者 世兵 吕杭炳 刘明 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期81-87,共7页
基于电荷存储的传统非易失存储技术越来越难以满足大数据时代对海量信息的存储需求,亟需发展基于新材料、新原理的非易失存储技术。基于阳离子电化学效应的阻变存储器具有结构简单、速度快、功耗低、可缩小性好、易于三维集成等优点,被... 基于电荷存储的传统非易失存储技术越来越难以满足大数据时代对海量信息的存储需求,亟需发展基于新材料、新原理的非易失存储技术。基于阳离子电化学效应的阻变存储器具有结构简单、速度快、功耗低、可缩小性好、易于三维集成等优点,被认为是下一代非易失存储器的有力竞争者。然而,器件参数离散性大以及阻变机制不清晰严重阻碍了该类器件的快速发展。近几年,国内外学者通过材料和结构的优化设计显著提高了器件的性能,借助先进的表征技术阐明了器件电阻转变的微观机制,为阳离子基阻变存储器的大规模生产和应用奠定了科学基础。从材料改性、器件结构设计和微观机制表征三个方面综述了阳离子基阻变存储器的研究进展,并对其未来的研究方向和发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 非易失存储器 阻变存储器 固态电解液 电化学效应 导电细丝
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阻变存储器研究进展 被引量:5
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作者 世兵 刘琦 +1 位作者 吕杭炳 刘明 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2016年第10期138-164,共27页
阻变存储器(Resistive Random Access Memory,RRAM)是最具应用前景的下一代非易失性存储器之一,与传统浮栅闪存相比在器件结构、速度、可微缩性、三维集成潜力等方面都具有明显的优势,本文对RRAM技术进行了综述.首先简单介绍了阻变存... 阻变存储器(Resistive Random Access Memory,RRAM)是最具应用前景的下一代非易失性存储器之一,与传统浮栅闪存相比在器件结构、速度、可微缩性、三维集成潜力等方面都具有明显的优势,本文对RRAM技术进行了综述.首先简单介绍了阻变存储器的工作原理、技术优势、发展历程和面临的基础科学问题.然后深入总结了RRAM的材料体系,包括固态电解质、多元金属氧化物、二元金属氧化物3类传统的阻变介质材料,总结了纳米线、二维材料等低维纳米材料在RRAM运用方面的近期研究进展,分析了绝缘/导电的低维材料分别用作阻变介质、平面电极层/纳米电极/侧边电极、界面插层所带来的微缩性、阻变性能和稳定性等的改善效果.总结和分析了细丝型电阻转变的3类物理机制:热化学机制(Thermochemical Mechanism,TCM)、电化学金属化(Electrochemical Metallization,ECM)机制、化合价变化机制(Valence Change Mechanism,VCM),详细分析了3种机制的SET/RESET转变原理和基本电学特性、透射电镜观测关键实验验证、对阻变机制的认识发展过程等.在阻变机制分析的基础上,接着阐述了RRAM电阻转变过程中由于纳米尺度下材料微观结构和能带结构的变化导致的一些新奇的物理现象,包括量子效应、磁电效应、光电效应等.最后针对RRAM实现应用的关键——集成技术,总结分析了存储阵列架构、二维/三维集成等关键问题及其研究进展. 展开更多
关键词 阻变存储器 阻变材料 阻变机制 导电细丝 三维集成 选通管
Thermal effect on endurance performance of 3-dimensional RRAM crossbar array 被引量:1
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作者 卢年端 孙鹏霄 +4 位作者 李泠 刘琦 世兵 吕杭炳 刘明 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第5期253-257,共5页
Three-dimensional(3D) crossbar array architecture is one of the leading candidates for future ultra-high density nonvolatile memory applications. To realize the technological potential, understanding the reliability m... Three-dimensional(3D) crossbar array architecture is one of the leading candidates for future ultra-high density nonvolatile memory applications. To realize the technological potential, understanding the reliability mechanisms of the3 D RRAM array has become a field of intense research. In this work, the endurance performance of the 3D 1D1 R crossbar array under the thermal effect is investigated in terms of numerical simulation. It is revealed that the endurance performance of the 3D 1D1 R array would be seriously deteriorated under thermal effects as the feature size scales down to a relatively small value. A possible method to alleviate the thermal effects is provided and verified by numerical simulation. 展开更多
关键词 存储器阵列 耐久性能 热效应 三维 非易失性存储器 数值模拟 超高密度 特征尺寸
Resistive switching characteristics of Ti/ZrO2/Pt RRAM device
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作者 雷晓艺 刘红侠 +5 位作者 高海霞 杨哈妮 王国明 世兵 马晓华 刘明 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第11期507-511,共5页
In this paper, the bipolar resistive switching characteristic is reported in Ti/ZrO2/Pt resistive switching memory devices. The dominant mechanism of resistive switching is the formation and rupture of the conductive ... In this paper, the bipolar resistive switching characteristic is reported in Ti/ZrO2/Pt resistive switching memory devices. The dominant mechanism of resistive switching is the formation and rupture of the conductive filament composed of oxygen vacancies. The conduction mechanisms for low and high resistance states are dominated by the ohmic conduction and the trap-controlled space charge limited current(SCLC) mechanism, respectively. The effect of a set compliance current on the switching parameters is also studied: the low resistance and reset current are linearly dependent on the set compliance current in the log–log scale coordinate; and the set and reset voltage increase slightly with the increase of the set compliance current. A series circuit model is proposed to explain the effect of the set compliance current on the resistive switching behaviors. 展开更多
关键词 开关特性 电阻式 氧化锆 空间电荷限制电流 器件 传导机制 导通模式
掺杂技术对阻变存储器电学性能的改进 被引量:3
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作者 王艳 刘琦 +7 位作者 吕杭炳 世兵 王慰 李颖弢 张森 连文泰 杨建红 刘明 《科学通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期 314-319,共6页
本文总结和分析了掺杂技术对阻变存储器性能的改善.实验上,以Cu/Zr02/Pt器件为基础,分别使用Ti离子、Cu,Cu纳米晶对器件进行掺杂.将掺杂过的器件与未掺杂的器件进行对比,发现掺杂的作用集中在四点:消除电形成过程、降低操作电... 本文总结和分析了掺杂技术对阻变存储器性能的改善.实验上,以Cu/Zr02/Pt器件为基础,分别使用Ti离子、Cu,Cu纳米晶对器件进行掺杂.将掺杂过的器件与未掺杂的器件进行对比,发现掺杂的作用集中在四点:消除电形成过程、降低操作电压、提升电学参数的均一性和提高器件良率.除此之外,使用掺杂还可以提升器件高阻态的稳定性和保持特性.结果表明,掺杂技术是优化RRAM电学性能的有效方法. 展开更多
关键词 非易失性存储器 阻变存储器(RRAM) 掺杂技术
基于整流特性的RRAM无源交叉阵列研究进展 被引量:4
12
作者 张康玮 世兵 +7 位作者 刘琦 吕杭炳 李颖弢 王艳 连文泰 王明 张森 刘明 《中国科学:技术科学》 CSCD 北大核心 2011年第4期403-411,共9页
阻变存储器(resistance random access memory,RRAM)无源交叉阵列由于其结构简单、密度高、易3D集成等优点而得到广泛的关注,是RRAM实现高存储密度的一种极具应用前景的集成方案.但是无源交叉阵列中的串扰问题限制了其发展与应用.本... 阻变存储器(resistance random access memory,RRAM)无源交叉阵列由于其结构简单、密度高、易3D集成等优点而得到广泛的关注,是RRAM实现高存储密度的一种极具应用前景的集成方案.但是无源交叉阵列中的串扰问题限制了其发展与应用.本文从阻变存储器的集成、无源交叉阵列中的串扰现象出发,综述了应用在无源交叉阵列中的1D1R结构(one diode one resistor)和具有自整流效应的1R结构(one resistor),这2种结构在一定程度上都能够抑制串扰现象的出现,从而避免误读.与有源阵列相比,必须对无源交叉阵列发展一套行之有效的测试方法才能够正确地评估其性能并实现商业应用,综述了当前无源交叉阵列常用的操作电压配置方案.最后,展望了RRAM无源交叉阵列的应用前景. 展开更多
关键词 整流特性 无源交叉阵列 阻变存储器 1D1R 自整流
电阻转变型非挥发性存储器概述 被引量:2
13
作者 李颖弢 世兵 +3 位作者 吕杭炳 刘琦 刘肃 刘明 《科学通报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第24期1967-1973,共7页
随着材料科学以及半导体技术的高速发展,电阻转变型存储器(RRAM)器件由于其具有非挥发特性、高读写速度、低功耗、高集成度、多值存储能力、低成本等优势,引起了人们极大的兴趣并一度成为现阶段研究的热点.和所有产品一样,RRAM器件也... 随着材料科学以及半导体技术的高速发展,电阻转变型存储器(RRAM)器件由于其具有非挥发特性、高读写速度、低功耗、高集成度、多值存储能力、低成本等优势,引起了人们极大的兴趣并一度成为现阶段研究的热点.和所有产品一样,RRAM器件也需要一些性能参数来评判其优缺点.对RRAM器件来说,评判其性能的主要参数包括操作电压、操作速度、电阻比率、耐受性、保持特性、多级存储、器件良率.此外,还对导致RRAM器件发生电阻转变的主要机理,不同电极材料、掺杂以及不同器件结构对电阻转变特性的影响进行了总结.最后,对RRAM存在的主要问题以及研究的重点作了简单评述. 展开更多
关键词 电阻转变存储器 电阻转变 特性参数
Investigation of resistive switching behaviours in WO3-based RRAM devices
14
作者 李颖弢 世兵 +7 位作者 吕杭炳 刘琦 王琴 王艳 张森 连文泰 刘肃 刘明 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第1期589-595,共7页
In this paper,a WO 3-based resistive random access memory device composed of a thin film of WO 3 sandwiched between a copper top and a platinum bottom electrodes is fabricated by electron beam evaporation at room temp... In this paper,a WO 3-based resistive random access memory device composed of a thin film of WO 3 sandwiched between a copper top and a platinum bottom electrodes is fabricated by electron beam evaporation at room temperature.The reproducible resistive switching,low power consumption,multilevel storage possibility,and good data retention characteristics demonstrate that the Cu/WO 3 /Pt memory device is very promising for future nonvolatile memory applications.The formation and rupture of localised conductive filaments is suggested to be responsible for the observed resistive switching behaviours. 展开更多
关键词 电阻转变 电阻式 记忆体 行为 装置 WO3 三氧化钨薄膜 基础
纳米晶浮栅存储器的模拟、制备和电学特性 预览
15
作者 郭婷婷 刘明 +4 位作者 管伟华 胡媛 李志刚 世兵 陈军宁 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第2期 70-74,90,共6页
介绍了在纳米晶浮栅存储器数据保持特性方面的研究工作,重点介绍了纳米晶材料的选择与制备和遂穿介质层工程。研究证明,金属纳米晶浮栅存储器比半导体纳米晶浮栅存储器具有更好的电荷保持特性。并且金属纳米晶制备方法简单,通过电子... 介绍了在纳米晶浮栅存储器数据保持特性方面的研究工作,重点介绍了纳米晶材料的选择与制备和遂穿介质层工程。研究证明,金属纳米晶浮栅存储器比半导体纳米晶浮栅存储器具有更好的电荷保持特性。并且金属纳米晶制备方法简单,通过电子柬蒸发热退火的方法就能够得到质量较好的金属纳米晶,密度约4×10^11cm^-2,纳米晶尺寸约6~7nm。实验证明,高介电常数隧穿介质能够明显改善浮栅存储器的电荷保持特性,所以在引入金属纳米晶和高介电常数遂穿介质之后,纳米晶浮栅存储器可能成为下一代非挥发性存储器的候选者。 展开更多
关键词 纳米晶 保持特性 高介电常数隧穿介质 金属纳米晶 浮栅存储器
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电荷俘获存储器中俘获层的研究进展 预览 被引量:1
16
作者 李德君 刘明 +8 位作者 世兵 王琴 张满红 刘璟 杨仕谦 王永 杨潇楠 陈军宁 代月花 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第9期 518-524,539,共8页
随着45nm和32nm技术节点的来临,传统Si3N4作为电荷俘获存储器的俘获层已经使器件的性能受到了限制。指出采用高k材料代替Si3N4作为俘获层已成为目前微电子材料研究的热点和趋势;着重对电荷俘获存储器的俘获层,包括对Si3N4掺O的无定... 随着45nm和32nm技术节点的来临,传统Si3N4作为电荷俘获存储器的俘获层已经使器件的性能受到了限制。指出采用高k材料代替Si3N4作为俘获层已成为目前微电子材料研究的热点和趋势;着重对电荷俘获存储器的俘获层,包括对Si3N4掺O的无定形氧氮化硅(α-SiOxNy)俘获层、高k介质材料俘获层、植入纳米晶材料的俘获层及其叠层结构的研究现状和存在的问题进行了综述和分析,并对其进一步的研究趋势进行了展望。 展开更多
关键词 高K材料 非挥发性存储器(NVM) 电荷俘获存储器 俘获层 隧穿层
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阻变存储器及其集成技术研究进展 预览 被引量:10
17
作者 左青云 刘明 +6 位作者 世兵 王琴 胡媛 刘琦 张森 王艳 李颖弢 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期 546-551,共6页
在各种新型非挥发性存储器中,阻变存储器(RRAM)具有成为下一代存储器的潜力。介绍了RRAM器件的基本结构,分类总结了常用的材料以及制备工艺,对RRAM阵列的集成方案进行了比较,并讨论了目前存在的问题;最后,对RRAM的研究趋势进行... 在各种新型非挥发性存储器中,阻变存储器(RRAM)具有成为下一代存储器的潜力。介绍了RRAM器件的基本结构,分类总结了常用的材料以及制备工艺,对RRAM阵列的集成方案进行了比较,并讨论了目前存在的问题;最后,对RRAM的研究趋势进行了展望。 展开更多
关键词 非挥发性存储器 阻变存储器 电阻转变
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高k介质在浮栅型非挥发性存储器中的应用 预览 被引量:1
18
作者 刘璟 王琴 +4 位作者 世兵 胡媛 杨仕谦 郭婷婷 刘明 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期 414-419,共6页
随着微电子技术节点不断向前推进,基于传统浮栅结构的非挥发性存储器(NVM)技术遇到严重的技术难点,其中最主要的问题是SiO2隧穿层已经接近厚度极限,很难继续减薄。作为改进措施,引入高k介质作为新型隧穿层材料。文章介绍了高k材... 随着微电子技术节点不断向前推进,基于传统浮栅结构的非挥发性存储器(NVM)技术遇到严重的技术难点,其中最主要的问题是SiO2隧穿层已经接近厚度极限,很难继续减薄。作为改进措施,引入高k介质作为新型隧穿层材料。文章介绍了高k材料的研究现状和在NVM器件中应用所取得的进展;最后,对高k介质进一步应用的研究趋势进行了展望。 展开更多
关键词 高k介质 非挥发性存储器 隧穿层 俘获层
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基于I-V特性的阻变存储器的阻变机制研究 预览 被引量:6
19
作者 李颖弢 刘明 +7 位作者 世兵 刘琦 张森 王艳 左青云 王琴 胡媛 刘肃 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第3期 134-140,153,共8页
随着器件尺寸的缩小,阻变存储器(RRAM)具有取代现有主流Flash存储器成为下一代新型存储器的潜力。但对RRAM器件电阻转变机制的研究在认识上依然存在很大的分歧,直接制约了RRAM的研发与应用。通过介绍阻变存储器的基本工作原理、不... 随着器件尺寸的缩小,阻变存储器(RRAM)具有取代现有主流Flash存储器成为下一代新型存储器的潜力。但对RRAM器件电阻转变机制的研究在认识上依然存在很大的分歧,直接制约了RRAM的研发与应用。通过介绍阻变存储器的基本工作原理、不同的阻变机制以及基于阻变存储器所表现出的不同I-V特性,研究了器件的阻变特性;详细分析了阻变存储器的五种阻变物理机制,即导电细丝(filament)、空间电荷限制电流效应(SCLC)、缺陷能级的电荷俘获和释放、肖特基发射效应(Schottky emission)以及普尔-法兰克效应(Pool—Frenkel);同时,对RRAM器件的研究发展趋势以及面临的挑战进行了展望。 展开更多
关键词 阻变存储器 非挥发性存储器 I-V特性 阻变机制 工作原理
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Unipolar resistive switching of Au^+-implanted ZrO2 films 被引量:1
20
作者 刘琦 世兵 +3 位作者 管伟华 张森 刘明 陈军宁 《半导体学报:英文版》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期3-6,共4页
The resistive switching characteristics of Au+-implanted ZrO2 films are investigated. The Au/Cr/Au+- implanted-ZrO2/n+-Si sandwiched structure exhibits reproducible unipolar resistive switching behavior. After 200 wri... The resistive switching characteristics of Au+-implanted ZrO2 films are investigated. The Au/Cr/Au+- implanted-ZrO2/n+-Si sandwiched structure exhibits reproducible unipolar resistive switching behavior. After 200 write-read-erase-read cycles, the resistance ratio between the high and low resistance states is more than 180 at a readout bias of 0.7 V. Additionally, the Au/Cr/Au+-implanted-ZrO2/n+-Si structure shows good retention char- acteristics and nearly 100% device yield. The unipolar resistive switching behavior is due to changes in the film conductivity related to the formation and rupture of conducting filamentary paths, which consist of implanted Au ions. 展开更多
关键词 ZRO2薄膜 开关特性 电阻 单极 AU 植入 夹心结构 金离子
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