Web of Science: 0 cites, Scopus: 0 cites, Google Scholar: cites
Modeling and Simulation of Correlated Cycle-to-Cycle Variability in the Current-Voltage Hysteresis Loops of RRAM Devices
Salvador Aguilera, Emili (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Bargallo Gonzalez, Mireia (Institut de Microelectrònica de Barcelona)
Campabadal, Francesca (Institut de Microelectrònica de Barcelona)
Rodríguez Martínez, Rosana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Miranda, Enrique (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Data: 2024
Resum: Resistive RAMs or memristors are nowadays considered serious candidates for the implementation of energy efficient and scalable neuromorphic computing systems. However, a major drawback of this technology is the instability of the device current-voltage (I-V) characteristic as is clearly revealed by the so-called cycle-to-cycle (C2C) variability. This lack of complete reproducibility is a consequence of the spontaneous or induced morphological changes of the filamentary conducting structure occurring at atomic level. Variability is an essential issue any compact model for the conduction characteristics of RRAM devices should be able to cope with to be considered realistic. In this work, a thorough investigation of the C2C variability in the I-V loops of HfO-based memristive structures was carried out with the aim of incorporating this information into the equations of the Dynamic Memdiode Model. From the compact modeling viewpoint, C2C correlation effects are achieved using model parameters expressed as mean-reverting stochastic processes driven by Wiener noise (Ornstein-Uhlenbeck process). The direct and indirect links between the random behavior of the model parameters and the observable magnitudes (high and low resistance states, set and reset voltages, etc. ) are discussed. The agreement between simulation and experimental results is statistically assessed using the Wasserstein's distance metric.
Ajuts: Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2020/FISDU-00261
Ministerio de Ciencia e Innovación RYC2020-030150-I
Agencia Estatal de Investigación PID2019-103869RB-C32
Agencia Estatal de Investigación PID2022-139586NB-C41
Agencia Estatal de Investigación PID2022-139586NB-C42
Nota: Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Drets: Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original. Creative Commons
Llengua: Anglès
Document: Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria: Resistance ; Mathematical models ; Correlation ; Memristors ; Hysteresis ; Current measurement ; Stochastic processes ; Semiconductor device modeling ; Resistive RAM ; SPICE ; RRAM ; Variability
Publicat a: IEEE transactions on nanotechnology, Vol. 23 (October 2024) , p. 758-764, ISSN 1941-0085

DOI: 10.1109/TNANO.2024.3485213


7 p, 1.9 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats

 Registre creat el 2025-02-27, darrera modificació el 2025-03-30



   Favorit i Compartir