六方晶相三氧化鎢納米線的憶阻性能研究.pdf

1、存儲設備在半導體市場中扮演著很重要角色。隨著移動消費電子產(chǎn)品的廣泛使用，人們對非揮發(fā)性及大容量存儲設備的需求越來越迫切。目前，F(xiàn)lash在存儲器區(qū)域中占絕對優(yōu)勢，占據(jù)80％以上的市場份額。但是隨著28nm節(jié)點的到來，閃存遭遇越來越多的瓶頸，例如漏電流嚴重、操作速度低、高操作電壓等。近來基于金屬/氧化物/金屬結(jié)構(gòu)的阻變存儲器(常被稱“RRAM”或“Memristot”)，由于其在讀寫速度、讀寫次數(shù)、數(shù)據(jù)保持時間、單元面積、多值實現(xiàn)、工藝與

2、硅工藝兼容等諸多方面都具有極大的優(yōu)越性，而成為未來非揮發(fā)存儲設備市場主流產(chǎn)品最有力的競爭者之一。三氧化鎢作為一種較典型的阻變存儲器材料，目前在阻變方面的研究還處于開始階段。
　　 本論文通過簡單水熱合成方法，成功合成了橫向尺度可控、單分散性好的WO3一維納米結(jié)構(gòu)。利用傳統(tǒng)的光刻工藝，構(gòu)筑了基于單根WO3納米線的“金屬/半導體/金屬”結(jié)構(gòu)的納米器件。研究了器件基于歐姆接觸的電性能，我們發(fā)現(xiàn)器件在室溫下和高溫下的電性能有很大不同。在

3、室溫下伏安曲線是線性的，且在正負方向下是對稱的；但隨著溫度的升高，曲線會出現(xiàn)明顯的回滯和不對稱現(xiàn)象。為了研究器件出現(xiàn)阻變現(xiàn)象的機理及其在憶阻器方面潛在的應用，我們研究了電壓掃描速率，紫外光照，以及偏壓幅度對器件電性能的影響。我們發(fā)現(xiàn)WO3納米線這種憶阻現(xiàn)象可能是由于+2價的氧空位在偏壓電場下漂移造成的。在我們的實驗基礎(chǔ)上，我們還構(gòu)想了基于單根WO3納米線的兩端隨機存儲器(RRAM)的模型，它能夠利用一個較大的偏壓執(zhí)行“寫”的操作，而用一