微电子所在阻变存储器高密度集成方面取得突破性进展

近日，微电子所微电子器件与集成技术重点实验室刘明院士团队在阻变存储器（RRAM）高密度集成方面取得突破性进展，提出了一种与CMOS工艺完全兼容，具有高均一性的高性能选通器件，为两端结构电阻型存储器的高密度三维集成提供了解决方案。基于本研究成果的论文“Fully BEOL Compatible TaOx-based Selector with High Uniformity and Robust Performance”（通讯作者：吕杭炳、刘明）被2016年IEEE国际电子器件大会（IEDM）接收，第一作者罗庆在大会上作了报告。

交叉阵列中的漏电流问题是存储器高密度集成的主要障碍。在1T1R结构中，晶体管作为选通管隔绝了旁路漏电，但晶体管不适用于三维堆叠。因此，开发具有高均一性、高选择比、高电流密度、可三维堆叠的选通器件是实现RRAM的三维集成的关键。现有的选通管器件很难同时满足上述几个要求。针对该问题，刘明团队提出了利用梯形能带结构的构建选通管器件的思路，开发了一种具有高度均一性，同时具有较高选择比和电流密度的选通器件，其漏电流<10 pA，非线性比>50000，开态电流密度>1MA/cm2以及超高耐久性（>1010）。

IEEE国际电子器件大会始创于1954年，是报道半导体及电子领域最新的科技、研发设计、制造、物理学及建模技术的主要论坛，为产学研界的研究学者提供关于电子器件最新研究进展和研究成果的国际交流平台。

（1）高均一性高选择比的选择器的典型I-V特性。（2）1RRRAM和集成选通器1S1R结构的I-V特性。（3）各类选通管器件性能参数对比。