Vol. 52 (2016), Issue 4, p. 90-95

Nitrogen Concentration and Temperature Dependence of Ag/SiN/p+-Si Resistive Switching Structure

Da Chen, Shi-Hua Huang

Abstract

Nitrogen Concentration and Temperature Dependence of Ag/SiN/p+-Si Resistive Switching Structure

Da Chen, Shi-Hua Huang

УДК 621.311.

 

In this study, resistive switching behaviors of Ag/SiN/p+-Si device were investigated by adjusting nitrogen concentration and layer thickness. The device with a nitrogen concentration of 50% and a thickness of 10 nm has a typical bipolar resistive switching behavior with a low forming voltage (~ 4 V), a high on/off ratio (~ 102), an excellent endurance (>102) and a long retention time (>105 s). According to IV characteristics analyses, electric transports in both a high resistance state and a low resistance state are dominated by hot electron emission which is caused by the electron trapping and detrapping through immovable nitrogen-related traps. The temperature dependence of a resistive switching behavior not only illustrates the existence and importance of the traps, but also discovers a new phenomenon of the transition about the polar of a resistive switching method. Surely, more efforts need to be made for deeper understanding of the carrier transport in SiN thin films.

 

Keywords: silicon nitride, resistive random access memory, temperature dependence of resistive switching behavior.

 

 

Поведение резистивного переключающего устройства на основе Ag/SiN/р+-Si исследовали в условиях регулирования концентрации азота и толщины слоя. Устройство с концентрацией азота 50% и толщиной 10 нм имеет типичное биполярное поведение резистивного переключения с формированием низкого напряжения (~ 4 В), высокого отношение вкл/выкл (~ 102), отличная выносливость (> 102) и длительное время удерживания (> 105 с). В соответствии с анализами ВАХ, перенос электричества, как в состоянии высокого сопротивления, так и в состоянии низкого сопротивления обеспечивается при преобладании горячей эмиссии электронов, вследствие электронов захвата и их высвобождении на неподвижимых, связанных с азотом ловушек. Температурная зависимость поведения при резистивном переключении не только иллюстрирует существование и важность ловушек, но и обнаруживает новое явление перехода при использовании резистивного метода коммутации. Конечно, необходимы дополнительные усилия для более глубокого понимания переноса носителей заряда в тонких пленках SiN.

 

Ключевые слова: нитрид кремния, резистивная память с произвольным доступом, температурная зависимость резистивного поведения переключателей.

 

 

Download full-text PDF. 367 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.