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La evaluación del ancho de pulso de programación para un rendimiento fiable y de baja energía en matrices de RRAM basadas en Al:HfO

Autores: Pérez, Eduardo; González Ossorio, Óscar; Dueñas, Salvador; Castán, Helena; García, Héctor; Wenger, Christian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

La evaluación del ancho de pulso de programación para un rendimiento fiable y de baja energía en matrices de RRAM basadas en Al:HfO


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Logrado
Ancho de pulso
Operaciones de conmutación
Memorias RRAM
Prueba de resistencia
Pulsos de programación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un paso crucial para lograr operaciones de conmutación rápidas y de bajo consumo de energía en las memorias de acceso aleatorio resistivas (RRAM) es la reducción del ancho del pulso de programación. En este estudio, se implementó el algoritmo de verificación de pulso de paso incremental (ISPVA) utilizando diferentes anchos de pulso entre 10 s y 50 ns y se evaluó en matrices de memoria RRAM de 4 kbit de HfO dopado con Al. La estabilidad de conmutación fue evaluada mediante una prueba de resistencia de 1k ciclos. Tanto los niveles conductivos como los voltajes necesarios para la conmutación mostraron un comportamiento notablemente bueno a lo largo de 1k ciclos de reseteo/establecimiento independientemente del ancho del pulso de programación implementado. Sin embargo, las distribuciones de voltajes, así como la cantidad de energía requerida para llevar a cabo las operaciones de conmutación, fueron definitivamente afectadas por el valor del ancho del pulso. Además, la retención de datos fue evaluada después del análisis de resistencia mediante el recocido de los dispositivos RRAM a 150 grados Celsius durante 100 h. Solo se reportó un aumento casi insignificante en la tasa de degradación de alrededor de 1 A al final de las 100 h de recocido entre las muestras programadas empleando un ancho de pulso de 10 s y aquellas que empleaban 50 ns. Finalmente, se logró un rendimiento de resistencia de 200k ciclos sin degradación alguna en 128 dispositivos RRAM utilizando pulsos de programación de 100 ns de ancho.

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