Spatially Resolved Thermometry of Resistive Memory Devices.
Spatially Resolved Thermometry of Resistive Memory Devices.
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DOI：
10.1038/s41598-017-14498-3
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发表时间：
2017-11-10
影响因子：
4.6
通讯作者：
Pop E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yalon E;Deshmukh S;Muñoz Rojo M;Lian F;Neumann CM;Xiong F;Pop E
阻性和相变存储器(RRAM和PCM)的工作受高度局域自热效应的控制，但由于纳米测温的挑战，对其温度的详细研究很少。在这里，我们展示了拉曼测温和扫描热显微镜(STHM)的结合，可以实现高空间分辨率的测量。报道了HfO2、TiO2和Ge2Sb2Te5(GST)薄膜随温度变化的拉曼光谱，并直接测量了横向PCM器件中的温度分布。我们的测量表明，电和热界面控制着这种器件的工作，GST-SiO_2界面的热界电阻为28 ± 8 M2K/GW，GST-PT界面的有效热电势为350 ± 50µV/K。我们还讨论了将拉曼测温和SthM技术应用于纳米级和垂直阻性存储器件的可能途径。
The operation of resistive and phase-change memory (RRAM and PCM) is controlled by highly localized self-heating effects, yet detailed studies of their temperature are rare due to challenges of nanoscale thermometry. Here we show that the combination of Raman thermometry and scanning thermal microscopy (SThM) can enable such measurements with high spatial resolution. We report temperature-dependent Raman spectra of HfO2, TiO2 and Ge2Sb2Te5 (GST) films, and demonstrate direct measurements of temperature profiles in lateral PCM devices. Our measurements reveal that electrical and thermal interfaces dominate the operation of such devices, uncovering a thermal boundary resistance of 28 ± 8 m2K/GW at GST-SiO2 interfaces and an effective thermopower 350 ± 50 µV/K at GST-Pt interfaces. We also discuss possible pathways to apply Raman thermometry and SThM techniques to nanoscale and vertical resistive memory devices.
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