氧化鉿薄膜阻變特性研究.pdf

1、本文將研究RRAM的注意力集中在HfO2金屬氧化物材料上，因為其組份簡單且制備工藝與目前的CMOS工藝相兼容。在基于HfO2材料的阻變存儲器中，我們從器件結(jié)構(gòu)等多個角度出發(fā)分析了提高器件性能的途徑。詳細介紹了實驗制備過程，研究了不同電學測量方法和材料厚度對數(shù)據(jù)保持特性和穩(wěn)定特性的影響。主要開展了基于HfO2、TaOx/HfO2材料 RRAM器件電阻轉(zhuǎn)變特性以及電阻轉(zhuǎn)變機制方面的研究。研究內(nèi)容包括：
　　⑴為了進一步提升Pt/HfO

2、2/Pt存儲器件性能，以獲得較高的均一性和較低電阻率，研究了不同電激活操作電壓下對制備的HfO2薄膜的電學性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在負向發(fā)orming電壓激活后HfO2薄膜的性能得到了較大提升，并且與理論基礎相符合。
　?、芇t/TaOx/HfO2/Pt器件是一個多阻態(tài)存儲器，通過Retention性能測試證實該器件能夠穩(wěn)定的保持三個阻態(tài)，所以該器件能夠很好的保存“0”、“1”和“2”三個存儲值。而且器件的高低電阻之比很大，每次阻態(tài)發(fā)

3、生跳變時，高阻態(tài)電阻值（RHRS）和低阻態(tài)電阻值（ RLRS）之比都在104倍左右，因此在電路中能夠很好的區(qū)分各存儲狀態(tài)。并且阻值跳變時的電壓相對集中，有利于用一個相對固定的電壓值對器件進行讀和寫。我們認為其阻變機制是由細絲效應和SCLC效應共同作用的。
　?、菍i/HfOx/Pt器件的尺寸問題進行了研究，分析了不同厚度的Ti電極對Ti/HfOx/Pt器件阻變性能的影響，我們認為由于器件中氧離子與氧空位的移動，使器件中形成細絲而