基于TiO2薄膜的電阻開關(guān)特性研究.pdf

1、現(xiàn)今，存儲器已經(jīng)十分廣泛地應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，并扮演著越來越重要的角色。隨著電子技術(shù)與集成電路的飛速發(fā)展，人們對存儲器的性能也提出了更高的要求。雖然閃存有很多優(yōu)點，但隨著器件尺寸不能一直減小，否則將導(dǎo)致浮柵氧化層厚度將一直減小，量子隧穿效應(yīng)會造成導(dǎo)致器件存在嚴(yán)重的漏電，散熱差等問題，從而影響存儲器的可靠性和穩(wěn)定性。因此，其很難得到進(jìn)一步的發(fā)展?；诖?，人們開始研究新的非揮發(fā)性隨機存儲技術(shù)。目前已研制出多種新型非揮發(fā)性存儲器，其中包括鐵

2、電存儲器(FRAM)、磁存儲器(MRAM)、相變存儲器(PRAM)、和電阻式存儲器(ReRAM)等。在這些新型存儲器中，電阻式存儲器研究起步較晚，但電阻式存儲器具有很多優(yōu)勢而越來越受到關(guān)注，如制備方法簡單、存儲密度高、讀寫速度快、非破壞性讀取、低功耗、低成本與傳統(tǒng)CMOS工藝兼容性好。由于ReRAM具有以上優(yōu)勢而開始被廣泛研究，有望成為下一代通用存儲器。
　　 TiO2是一種半導(dǎo)體材料，顯現(xiàn)出很多吸引人的特性，越來越多的被人們所

3、研究。近年來二氧化鈦薄膜材料在應(yīng)用方面吸引了人們極大地興趣，分別已被應(yīng)用在光催化劑、傳感器、光電解、太陽能電池和半導(dǎo)體存儲器非易失性內(nèi)存元件等方面。因此，我們有必要對TiO2薄膜的電阻開關(guān)特性進(jìn)行較為深入的研究。
　　 本論文采用直流磁控濺射法在重?fù)焦枭现苽淞薚iO2薄膜，研究了不同制備工藝對TiO2薄膜性能以及電阻開關(guān)特性的影響，并對基于TiO2薄膜的電阻開關(guān)效應(yīng)的工作機理進(jìn)行了探討。另外，我們也制備了柔性電阻開關(guān)器件SS/T

4、iO2/Pt/PET和柔性透明電阻開關(guān)器件SS/TiO2/CdO/PET，并研究了其相關(guān)特性。
　　 研究結(jié)果表明：磁控濺射法制備得到的TiO2薄膜具有單極性電阻開關(guān)特性，其初始化(forming)電壓大小與薄膜厚度有關(guān)，且隨膜厚的增加而增加，而復(fù)位(Reset)過程所需能量大小和氧空位的密度有關(guān)，薄膜中氧空位的密度較低時，導(dǎo)電燈絲熔斷所需能量相應(yīng)較小。C-V測試表明，高阻態(tài)下TiO2薄膜呈現(xiàn)出電容特性。氧含量和退火溫度對器件高