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?yàn)槠浣M份簡(jiǎn)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(chǔ)器中，我們從器件結(jié)構(gòu)等多個(gè)角度出發(fā)分析了提高器件性能的途徑。詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)制備過程，研究了不同電學(xué)測(cè)量方法和材料厚度對(duì)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(jī)制方面的研究。研究?jī)?nèi)容包括：
　?、艦榱诉M(jìn)一步提升Pt/HfO

2、2/Pt存儲(chǔ)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(duì)制備的HfO2薄膜的電學(xué)性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在負(fù)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(chǔ)相符合。
　　⑵Pt/TaOx/HfO2/Pt器件是一個(gè)多阻態(tài)存儲(chǔ)器，通過Retention性能測(cè)試證實(shí)該器件能夠穩(wěn)定的保持三個(gè)阻態(tài)，所以該器件能夠很好的保存“0”、“1”和“2”三個(gè)存儲(chǔ)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(shí)，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(chǔ)狀態(tài)。并且阻值跳變時(shí)的電壓相對(duì)集中，有利于用一個(gè)相對(duì)固定的電壓值對(duì)器件進(jìn)行讀和寫。我們認(rèn)為其阻變機(jī)制是由細(xì)絲效應(yīng)和SCLC效應(yīng)共同作用的。
　?、菍?duì)Ti/HfOx/Pt器件的尺寸問題進(jìn)行了研究，分析了不同厚度的Ti電極對(duì)Ti/HfOx/Pt器件阻變性能的影響，我們認(rèn)為由于器件中氧離子與氧空位的移動(dòng)，使器件中形成細(xì)絲而