電阻式記憶體轉換機制之微觀模擬

Microscopic Simulation of Switching Mechanism of RRAM Devices

廖信煒(Hsin-Wei Liao)

指導教授 ： 甘炯耀

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2010.00292

摘要

摘要

本研究利用模擬的方式探討電阻式記憶體的轉換機制。模擬使用離子漂移模型結合電熱場分析來完成。在對元件電致、持壓、關閉和開啟步驟的模擬中，我們分別討論各種參數對元件絕緣層中導電通道的影響。根據結果我們發現，在電場為主要驅動力的電致過程中，活化能主要影響元件的電致時間而偏壓大小則決定導電通道的局部化程度。在熱電場共同驅動的持壓過程中，大電流造成的高溫則是控制導電通道成長速度及局部化的最大因素，透過電流限值來改變元件的升溫速度，可以有效控制導電通道的粗細。另外從對元件關閉和開啟的模擬結果發現，這兩個動作分別在熱場和電場的幫助下可以在極短的時間內完成，這也是為什麼電阻式記憶體擁有高速操作潛力的原因。除此之外，研究中也利用活化能擬合的方式確認整個模擬過程符合離子漂移模型的描述，所以得到的結果具有參考價值。

關鍵字

電阻式記憶體 ； 模擬 ； 有限元素分析 ； 電致 ； 電阻轉換

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