A nonvolatile memory cell prototype based on the effect of resistive switching in thin Hf x Al1 − x O y oxide films grown by atomic layer deposition (ALD) with a Al depth-graded profile has been developed. This prototype imitates the arrangement of memory cells between the metallization layers of integral circuits. The obtained results are much superior to the parameters of conventional flash memory cells in increasing the reset speed and decreasing the reset voltage.

The memristor metal-oxide-metal structures involving the layers of stoichiometric hafnia and nonstoichiometric hafnia doped with aluminum, as well as the metal-oxide-extracting metal layer structures involving the layers of hafnia and titanium, are fabricated. The oxide layers are coated using the atomic layer deposition. The resistive switching parameters of the structures are determined.

Разработан прототип ячеек энергонезависимой памяти на эффекте резистивного переключения в оксидных пленках HfxAl1 - xOy с переменным (по глубине) содержанием Al, выращенных методом атомно-слоевого осаждения. Данный прототип моделирует размещение ячеек памяти между слоями металлизации интегральных схем. В части повышения скорости перезаписи и снижения напряжения перезаписи полученные результаты существенно превосходят параметры традиционной флэш-памяти.

An ellipsometric technique is proposed for estimating the thickness uniformity of thin film coatings in the range of 5–150 nm.

Изготовлены мемристорные структуры вида металл–оксид–металл с двухслойным оксидом, включающим слой стехиометрического оксида гафния и нестехиометрического оксида гафния, допированного алюминием, а также структуры вида металл–оксид–вытягивающий слой–металл, включающие слой оксида гафния и слой титана. Слои оксидов нанесены методом атомно-слоевого осаждения. Определены параметры эффекта резистивного переключения полученных структур.

Quaternary alloyed HfAlTiO thin (~ 4–5nm) films in the wide range of Ti content have been grown on Si substrates by Atomic Layer Deposition technique, and the effect of both the film composition and the interfacial reactions on the electrical properties of HfAlTiO films is investigated. It is shown that depending on the Ti content, the permittivity and the leakage current density Ileak in HfAlTiO films vary in the range k=18÷28 and 0.01–2.4Acm−2, respectively. The incorporation of ultra thin SiN interlayer in Al/HfAlTiO/SiN/Si stack gives rise to the sharp (×103) decrease of the Ileak~6·10−5A/cm2 at the expense of the rather low capacitance equivalent thickness ~0.9nm.