基于TiO2柔性阻變存儲(chǔ)器性能研究.pdf

1、近年來，隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，人們對于輕便超便攜，低功耗及高密度快速存儲(chǔ)設(shè)備的要求越來越高，而且鑒于傳統(tǒng)Flash存儲(chǔ)器在集成電路工藝技術(shù)發(fā)展中受到限制，新型非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，如RRAM(ResistiveRandomAccessMemory,RRAM)，以其低功耗、結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、操作電壓低、讀寫速度快、與現(xiàn)在半導(dǎo)體工藝兼容等特點(diǎn)，在國內(nèi)外引起了廣泛的關(guān)注和研究。其中，柔性材料因其輕便、低成本及良好的抗機(jī)械彎曲等優(yōu)勢性能在電子行業(yè)

2、、傳感器領(lǐng)域及太陽能薄膜電池行業(yè)得到了大量的研究與發(fā)展，基于以上技術(shù)趨勢，對柔性阻變存儲(chǔ)器的研究也越來越引起大家的重視。
　　 本論文主要研究了基于TiO2的柔性阻變存儲(chǔ)器在采用不同電極材料的情況下的性能變化，采用超高真空磁控濺射在經(jīng)過退火處理的聚酰亞胺PI薄膜上沉積金屬-絕緣體-金屬(MIM)三明治結(jié)構(gòu)，并利用臺(tái)階儀，原子力顯微鏡(AFM)，四探針電阻測試儀及半導(dǎo)體參數(shù)分析儀(SPA)對薄膜厚度形貌及開關(guān)特性進(jìn)行表征與分析。<

3、br>　　 具體研究內(nèi)容如下:
　　 首先，研究了不同襯底材料及襯底處理對電極薄膜形貌性能及阻變薄膜性能的影響。測試結(jié)果表明:Si襯底上電極薄膜形貌表面平整，顆粒大小均勻，分布致密，未經(jīng)過退火處理的PI薄膜上電極材料形貌較差，Si襯底上電極電阻率為80mΩ/□，但器件都表現(xiàn)出了良好的阻變特性。
　　 其次，在經(jīng)過退火處理的PI薄膜襯底上，研究了不同延展性下電極對TiO2阻變薄膜性能的影響。通過磁控濺射在PI襯底上分別沉

4、積了Cu，Al，W,Ag作為電極材料，以Cu，W，Ag為下電極制備的存儲(chǔ)器件具有良好的單極阻變特性，以Al為下電極的器件表現(xiàn)出來良好的雙極阻變特性。
　　 最后，研究了在不同電極材料下，柔性阻變存儲(chǔ)單元的機(jī)械抗彎曲性能。在不同下電極上采用相同工藝條件沉積TiO2薄膜，測試其電阻開關(guān)特性，之后對其進(jìn)行不同程度的彎曲測試，開始都表現(xiàn)出良好的柔韌性，阻變特性無明顯衰退，在經(jīng)過500次彎曲后，以Cu，Al，Ag作為下電極的器件阻變倍率出