Транспорт заряда в бесформовочных мемристорах на основе оксида и нитрида кремния

Работа посвящена изучению транспорта заряда в бесформовочных мемристорах на основе оксида и нитрида кремния. Цель работы заключалась в разработке бесформовочных мемристоров на основе SiOx и SiNx и установление механизмов транспорта заряда в них. Показано, что ток утечки мемристоров на основе плазмохимических SiOx и SiNx в исходном состоянии больше тока утечки в низкоомном состоянии. Это обусловлено наличием проводящего канала, полученного во время синтеза пленок SiOx и SiNx. Это явление лежит в основе получения бесформовочного мемристора на основе SiOx и SiNx. Установлено, что пленки SiOx нестехиометрического состава, полученные плазмохимическим осаждением, обладают резистивными переключениями при x = 0,7–1,8. Показано, что наилучшими значениями величины окна памяти, времени хранения информации и максимальным числом циклов переключений обладает мемристор на основе SiOx состава x = 1,1 по сравнению с другими составами. Установлено, что механизм транспорта заряда в мемристорах на основе плазмохимических нестехиометрических оксида и нитрида кремния в исходном, высокоомном, низкоомном и промежуточном состояниях количественно описывается моделью тока, ограниченного пространственным зарядом. Определены концентрация и энергии ионизации ловушек для мемристоров на основе плазмохимических нестехиометрических SiOx и SiNx. Предложена эмпирическая формула модели тока, ограниченного пространственным зарядом для описания переходной области вольт-амперной характеристики в исходном состоянии для мемристора на основе плазмохимического SiNх. Значения концентрации ловушки полученных из напряжения полного заполнения ловушек и эмпирической формулы согласуются между собой. Установлено, что мемристор на основе пиролитического нитрида кремния не требует процедуры формовки. Показано, что механизм транспорта заряда в этом мемристоре количественно описывается моделью тока, ограниченного пространственным зарядом. Энергия ионизации ловушки в высокоомном состоянии в мемристоре на основе пиролитического нитрида кремния составляет 0,5±0,01 эВ.