Thermally stable transparent resistive random access memory based on all-oxide heterostructures

Advanced Functional Materials

Volumn 24, Issue 15, 2014, Pages 2171-2179

  Shang, Jie ^a   Liu, Gang ^a   Yang, Huali ^a   Zhu, Xiaojian ^a   Chen, Xinxin ^a   Tan, Hongwei ^a   Hu, Benlin ^a   Pan, Liang ^a   Xue, Wuhong ^a   Li, Run Wei ^a  

^a NINGBO INSTITUTE OF MATERIALS TECHNOLOGY AND ENGINEERING   (China)

Author keywords

all oxide; hafnium oxide; random access memory; thermally stable; transparent electronics

Indexed keywords

HAFNIUM OXIDES; OXIDE FILMS; OXIDES; SWITCHING; THERMODYNAMIC STABILITY;

ALL-OXIDE; ELECTROCHEMICAL FORMATION; INDIUM TIN OXIDE ELECTRODES; RANDOM ACCESS MEMORY; RESISTIVE RANDOM ACCESS MEMORY; RESISTIVE SWITCHING BEHAVIORS; THERMALLY STABLE; TRANSPARENT ELECTRONICS;

RANDOM ACCESS STORAGE;

EID: 84898892526     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201303274     Document Type: Article

References (60)

1. a) G. Thomas, Nature 1997, 389, 907-908
2. b) J. F. Wager, Science 2003, 300, 1245-1246
3. c) L. Wang, M. H. Yoon, G. Lu, Y. Yang, A. Facchetti, T. J. Marks, Tobin, Nat. Mater., 2006, 5, 893-900.
4. a) C. Bechinger, S. Ferrer, A. Zaban, J. Sprague, B. A. Gregg, Nature 1996, 383, 608-610
5. b) D. Fattal, Z. Peng, T. Tho, S. Vo, M. Fiorentino, J. Brug, R. G. Beausoleil, Nature 2013, 495, 348-351.
6. a) R. Waser, M. Aono, Nat. Mater. 2007, 6, 833-840
7. b) A. Sawa, Mater. Today 2008, 28-36.
8. a) K. C. Liu, W. H. Tzeng, K. M. Chang, Y. C. Chan, C. C. Kuo, Microelectron. Eng. 2011, 88, 1586-1589
9. b) Y. Meng, P. J. Zhang, Z. Y. Liu, Z. L. Liao, X. Y. Pan, X. J. Liang, H. W. Zhao, D. M. Chen, Chin. Phys. B 2010, 19, 037304
10. c) Y. S. Wang, Phys. Status Solidi A 2012, 209, 364-368
11. d) K. Zheng, X. W. Sun, J. L. Zhao, Y. Wang, H. Y. Yu, H. V. Demir, K. L. Teo, IEEE Elec. Dev. Lett. 2011, 32, 797-799
12. e) L. Shi, D. S. Shang, J. R. Sun, B. G. Shen, Appl. Phys. Express 2009, 2, 101602
13. f) M. C. Chen, T. C. Chang, S. Y. Huang, S. C. Chen, C. W. Hu, C. T. Tsai, S. M. Sze, Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13, H191-H193.
14. a) A. Facchetti, T. J. Marks, Transparent Electronics: From Synthesis to Applications, 2010. John Wiley & Sons Ltd, West Sussex, UK 2010
15. b) H. Hosono, Thin Solid Films 2007, 515, 6000-6014.
16. G. S. Herman, J. S. Rajachidambaram, M. S. Rajachidambaram, S. Y. Han, C. H. Chang, S. Murali, J. F. Conley Jr, IEEE Photonics Conf. 2011, 555-563.
17. a) K. Kinoshita, T. Okutani, H. Tanaka, T. Hinoki, H. Agura, K. Yazawa, K. Ohmi, S. Kishida, Solid-State Electron. 2011, 58, 48-53
18. b) S. Jung, J. Kong, S. Song, K. Lee, T. Lee, H. Hwang, S. Jeon, Microenectron. Eng. 2011, 88, 1143-1147
19. c) H. Y. Jeong, J. Y. Lee, S. Y. Choi, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3912-3917.
20. H. D. Kim, H. M. An, Y. Seo, T. G. Kim, IEEE Electron. Dev. Lett. 2011, 32, 1125-1127.
21. D. S. Jeong, R. Thomas, R. S. Katiyar, J. F. Scott, H. Kohlstedt, A. Petraru, C. S. Hwang, Rep. Prog. Phys. 2012, 75, 076502.
22. D. G. Schlom, J. H. Haeni, MRS Bull. 2002, 27, 198-204.
23. a) M. Balog, M. Schieber, M. Michman, S. Patai, Thin Solid Films 1997, 41, 247-259
24. b) S. G. Lim, S. Kriventsov, T. N. Jackson, J. H. Haeni, D. G. Schlom, A. M. Balbashov, R. Uecker, P. Reich, J. L. Freeouf, G. Lucovsky, J. Appl. Phys. 2002, 91, 4500-4505.
25. a) S. Lee, D. L. Kwong, Jpn. J. Appl. Phys. 2003, 42, 7256-7258
26. b) J. Robertson, Rep. Prog. Phys. 2006, 69, 327-396.
27. a) M. Alvisi, M. Di Giulio, S. G. Marrone, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Valentini, L. Vasanelli, Thin Solid Films 2000, 358, 250-258
28. b) M. Gilo, N. Croitoru, Thin Solid Films 1999, 350, 203-208.
29. P. Rauwel, E. rauwel, C. Persson, M. F. Sunding, A. Galeckas, J. Appl. Phys. 2012, 112, 104107.
30. a) X. Y. Zhao, D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 2002, 65, 233106
31. b) S. Capone, G. Leo, R. Rella, P. Siciliano, L. Vasanelli, M. Alvisi, L. Mirenghi, A. Rizzo, J. Vac. Sci. Technol. A 1998, 16, 3564-3568.
32. Y. K. Schuller, Phys. Rev. B 1980, 24, 1597-1600.
33. H. Kim, C. M. Gilmore, A. Piqué, J. S. Horwitz, H. Mattoussi, H. Murata, Z. H. Kafafi, D. B. Chrisey, J. Appl. Phys. 1999, 86, 6451-6461.
34. a) V. Provenzano, L. P. Boesch, V. Volterra, C. T. Moynihan, P. B. Macedo, J. Am. Ceram. Soc. 1972, 55, 492-496
35. b) J. B. Wachtman Jr, Phys. Rev. 1963, 131, 517-527.
36. C. Walczyk, D. Walczyk, T. Schroeder, T. Bertaud, M. Sowińska, M. Lukosius, M. Fraschke, D. Wolansky, B. Tillack, E. Miranda, C. Wenger, IEEE Trans. Electron. Dev. 2011, 58, 3124-3131.
37. N. F. Mott, Can. J. Phys. 1956, 34, 1356-1368.
38. G. Grundmann, The Physics of Semiconductors: An Introduction including Nanophysics and Applications, 2nd ed., Springer-Verlag Berlin, Heidelberg 2010.
39. V. D. Krotikov, V. S. Troitskic, Sov. Phys. Usp. 1964, 6, 841-871.
40. a) Y. Wang, H. Lv, W. Wang, Q. Liu, S. Long, Q. Wang, Z. Huo, S. Zhang, Y. Li, Q. Zuo, W. Lian, J. Yang, M. Liu, IEEE, Electron Device Lett. 2010, 31, 1470-1472
41. b) B. Butcher, X. He, M. Huang, Y. Wang, Q. Liu, H. Lv, M. Liu, W. Wang, Nanotechnology, 2010, 21, 475206.
42. a) Y. E. Syu, T. C. Chang, T. M. Tsai, Y. C. Hung, K. C. Chang, M. J. Tsai, M. J. Kao, S. M. Sze, IEEE Electron Device Lett. 2011, 32, 545-547
43. b) Y. E. Syu, T. C. Chang, J. H. Lou, T. M. Tsai, K. C. Chang, M. J. Tsai, Y. L. Wang, M. Liu, Simon M. Sze, Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 172903.
44. J. J. Yang, F. Miao, M. D. Pickett, D. A. A. Ohlberg, D. R. Stewart, C. N. Lau, R. S. Williams, Nanotechnology 2009, 20, 215201.
45. T. Nagata, M. Haemori, Y. Yamashita, Y. Iwashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, T. Chikyow, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 082902.
46. X. Wu, Z. Fang, K. Li, M. Bosman, N. Raghavan, X. Li, H. Y. Yu, N. Singh, G. Q. Lo, X. X. Zhang, K. L. Pey, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 133504.
47. Y. S. Chen, H. Y. Lee, P. S. Chen, T. Y. Wu, C. C. Wang, P. J. Tzeng, F. Chen, M. J. Tsai, C. Lien, IEEE Electron. Dev. Lett. 2010, 31, 1473-1475.
48. S. Clima, Y. Y. Chen, R. Dergraeve, M. Mees, K. Sankaran, B. Govoreau, M. Jurczak, S. De Gendt, G. Pourtois, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 133102.
49. M. Y. Chan, T. Zhang, V. Ho, P. S. Lee, Microelectron. Eng. 2008, 85, 2420-2424.
50. a) X. J. Zhu, W. J. Su, Y. W. Liu, B. Hu, L. Pan, W. Lu, J. D. Zhang, R. W. Li, Adv. Mater. 2012, 24, 3941-3946
51. b) R. Waser, R. Dittmann, G. Staikov, K. Szot, Adv. Mater. 2009, 21, 2632-2633.
52. a) T. Nagata, M. Haemori, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, Y. Iwashita, K. Kobayashi, T. Chikyow, Appl. Phys. Lett. 2012, 99, 223517
53. nd ed, Wiley-New York 2001.
54. J. Chastain, Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy, Perkin-Elmer Corp., Physical Electronics Division, Eden Prairie, MN, 1992.
55. R. C. Weast, M. J. Astle, CRC Handbook of Chemistry and Physics: A Ready-Reference Book of Chemical and Physical Data, CRC Press, Boca Raton, FL 1980.
56. a) J. H. Mooij, Phys. Status Solidi A 1973, 17, 521-530
57. b) J. H. Schemel, ASTM Manual on Zirconium and Hafnium (Vol 639), ASTM International, UK 1977.
58. a) P. Calka, E. Martinez, D. Lafond, H. Dansas, S. Tirano, V. Jousseaume, F. Bertin, C. Guedj, Microelectron. Eng. 2011, 88, 1140-1142
59. b) K. M. Chang, W. H. Tzeng, K. C. Liu, Y. C. Chan, C. C. Kuo, Microelectron. Reliab. 2010, 50, 1931-1934.
60. D. K. Deardorff, E. T. Hayes, J. Metal 1956, 8, 509-511.