Understanding RRAM endurance, retention and window margin trade-off using experimental results and simulations
C. Nail
(1)
,
G. Molas
(1)
,
P. Blaise
(1)
,
G. Piccolboni
(1)
,
B. Sklenard
(1)
,
C. Cagli
(1)
,
M. Bernard
(1)
,
A. Roule
(1)
,
M. Azzaz
(1)
,
E. Vianello
(1)
,
C. Carabasse
(1)
,
R. Berthier
(1)
,
D. Cooper
(1)
,
C. Pélissier
(1)
,
T. Magis
(1)
,
G. Ghibaudo
(2)
,
Corentin Vallée
(3)
,
D. Bedeau
(4)
,
O. Mosendz
(4)
,
B. de Salvo
(1)
,
L. Perniola
(1)
1
CEA-LETI -
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information
2 IMEP-LAHC - Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation
3 LTM - Laboratoire des technologies de la microélectronique
4 WD San Jose Research Center
2 IMEP-LAHC - Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation
3 LTM - Laboratoire des technologies de la microélectronique
4 WD San Jose Research Center
C. Pélissier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 834114
G. Ghibaudo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 170596
- IdHAL : gerard-ghibaudo
- ORCID : 0000-0001-9901-0679
- IdRef : 069253099
Résumé
In this paper we clarify for the first time the correlation between endurance, window margin and retention of Resistive RAM. To this aim, various classes of RRAM (OXRAM and CBRAM) are investigated, showing high window margin up to 10 10 cycles or high 300°C retention. From first principle calculations, we analyze the conducting filament composition for the various RRAM technologies, and extract the key filament features. We then propose an analytical model to calculate the dependence between endurance, window margin and retention, linking material parameters to memory characteristics.