The post annealing effect on resistive switching of TaOx thin film

Abstract

본 연구는 산소(O2) 분위기에서 300°C로 열처리한 탄탈륨 산화물 (TaOx)을 저항변화메모리 (Resistive switching memory) 소자로서의 특징을 조사하였다. 원자층 증착법 (Atomic Layer Deposition)을 이용한 질화티타늄(TiN) 바닥 전극과 RF 스퍼터링 (RF-sputtering) 방법으로 플래티넘(Pt) 윗 전극을 제작하였고, Pt/annealed-TaOx/TiN 구조의 저항변화 메모리 소자를 제작하여 메모리 스위칭 특성에 대해서 조사하였다. 급속 온도 어닐링 시스템 (Rapid Thermal Annealing)으로 탄탈륨 산화물의 표면을 열처리하였다. 그 결과 TaOx의 상이 TaO2-y에서 Ta2O5-z로 상이 바뀌는 것을 X 선 회절분석기 (X-ray diffraction)로 확인하였고 전류전압 계측기 (I-V probe)를 통하여 소자 특성을 조사하였다. 양극성 스위칭 변화 (Bipolar resistive switching)를 관찰할 수 있었고, 주석과 탄탈륨 산화막 사이에 생성된 티타늄 옥시나이트라이드(TiON)로 인하여 셀프-컴플라이언스 (self – compliance) 특성을 관찰할 수 있었다. 또한 소자의 지속성(Endurance)이 개선되는 것을 관찰 할 수 있었다.