RRAM-HfO2-2026-018

TiN/HfOₓ/Ti/Pt memristör — direnç-anahtarlama dayanıklılığı

Kimlik

Numune Kimliği (ID)	RRAM-HfO2-2026-018
Başlık	TiN/HfOₓ/Ti/Pt memristör — direnç-anahtarlama dayanıklılığı
Durum	Tamamlandı
Operatör	B. Çelik
Laboratuvar / Tesis	Nano-Aygıt Araştırma Grubu

Altlık / Malzeme

Altlık Malzemesi	TiN / SiO₂ / Si
Aktif Tabaka Malzemesi	Sub-stoikiyometrik HfOₓ (≈10 nm, ALD)

Notlar

Etiketler	RRAM, memristör, endurance, SET/RESET, oksijen boşluğu
Notlar	DOE koşulu O₂=%8 (PROJ-RRAM-2026-DOE'den). 50×50 µm aygıt.

Süreç Adımları

HfOₓ aktif tabaka — ALD (İnce Film Üretimi)

Teknik	ALD
Malzeme / Hedef / Öncül	HfO₂ (TDMAHf + H₂O), oksijen-fakir ayar
Saflık	%99.99 öncül
Ekipman	Beneq TFS200
Hazne Basıncı	~1 mbar
Altlık Sıcaklığı (°C)	200
Süre (dk)	25
Hız (nm/dk veya Å/s)	~1.0 Å/çevrim, 100 çevrim
Hedef Kalınlık (nm)	10
Ölçülen Kalınlık (nm)	9.6
Son İşlem	Üst elektrot Ti(10 nm)/Pt(50 nm) e-demet, gölge maske

Elektroforming + DC anahtarlama (Ölçüm Bağlama)

Cihaz	Keysight B1500A + WGFMU
Kalibrasyon Durumu	Geçerli
Belirsizlik (±)	±0.5% I
Altyazı	Forming +3.2 V (akım sınırı 1 mA); ardından DC SET/RESET döngüsü.

V_SET ≈ +0.9 V · V_RESET ≈ −1.1 V · R_LRS ≈ 2.5 kΩ · R_HRS ≈ 180 kΩ (×72 pencere).

Dayanıklılık döngüsü (endurance) (Ölçüm Bağlama)

Cihaz	Keysight B1500A — darbeli SET/RESET + okuma
Kalibrasyon Durumu	Geçerli
Belirsizlik (±)	±0.5% R
Altyazı	Her döngü: SET darbesi + RESET darbesi + bozucu-olmayan okuma (0.2 V). R=\|V/I\|; LRS/HRS döngü sayısına karşı.

MikroFab Endurance modülü (Figure S11 tipi). >10⁴ döngü; pencere kapanmaya başladı.

Dayanıklılık metrikleri (vs hedef) (Sonuç (Spec))

Parametre	Değer	Belirsizlik (±)	Birim	Spesifikasyon	Geçti
İlk-arıza döngüsü	1.4e4		döngü	≥1e4	✓
Başlangıç HRS/LRS penceresi	72	8	×	≥10	✓
10⁴ döngüde pencere	14		×	≥10	✓
V_SET	0.9	0.1	V	≤1.5	✓
Forming gerilimi	3.2	0.2	V	≤4	✓

Arıza analizi yorumu (Serbest Not)

Pencere kapanması büyük olasılıkla filamentteki oksijen boşluklarının yeniden dağılımından (HRS düşüyor). Üst-elektrot Ti kalınlığını artırmak (oksijen tutucu) dayanıklılığı iyileştirebilir — bir sonraki DOE turuna öneri.