電阻式存儲器特性測試儀及應用研究.pdf

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，人們對手持式便攜終端的需求量是越來越大。手機、移動硬盤、MP3、筆記本電腦等高科技產(chǎn)品已經(jīng)日益成為人們生活中不可或缺的工具。存儲器作為這些產(chǎn)品的重要部件，它的性能也成為人們研究的熱點。為了適應產(chǎn)品低功耗、小型化、高速化的發(fā)展，對存儲器的存儲功耗、讀寫速度和存儲密度要求也越來越高。目前市場上主流的存儲器Flash的特征尺寸已經(jīng)接近極限值，再繼續(xù)縮小其特征尺寸值會導致柵絕緣層的厚度繼續(xù)減小，當尺寸小到一定值后會導致電子的隧

2、穿效應逐漸顯現(xiàn)，漏電流劇增，器件的可靠性和穩(wěn)定性就會受到很大的影響。所以，要提高基于該結(jié)構(gòu)的Flash的存儲密度將會變得更加困難。另外，便攜式數(shù)據(jù)終端的低功耗要求和節(jié)能環(huán)保的社會要求也將阻礙高功耗Flash存儲器的發(fā)展。目前有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)Flash存儲器的新型非揮發(fā)存儲器主要有：鐵電存儲器(FeRAM)、磁性隨機存儲器(MRAM)、相變存儲器(PCRAM)和電阻式存儲器(ReRAM)等。其中電阻式存儲器相比其他幾種新型非揮發(fā)存儲器來說具有

3、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、制備方便、材料豐富并與傳統(tǒng)的COMS工藝兼容性較好等特點，近期越來越受到人們的關(guān)注。
　　由于目前還沒有有關(guān)ReRAM穩(wěn)定性或工作壽命方面的測試設備，本論文設計了一種相對簡單的薄膜電阻開關(guān)Ⅰ-Ⅴ特性及ReRAM壽命測試裝置，該裝置具有實現(xiàn)簡單、攜帶方便和成本低廉等特點，比較適合于實驗室研究使用。本系統(tǒng)主要實現(xiàn)了(1)向器件兩端輸出一個由小到大的模擬電壓，精度在0.05V以內(nèi)；(2)實時檢測器件兩端的電壓變化，并

4、接收器件兩端的反饋電壓輸入；(3)根據(jù)器件所處的不同狀態(tài)，能自動切換限流保護電阻；(4)實現(xiàn)輸出電壓的循環(huán)與終止的判斷，以及計數(shù)的累加。
　　本實驗還利用射頻磁控濺射法在重摻硅上制備了不同沉積時間的Bi2O3薄膜，通過上述自制的測試裝置對薄膜的電阻開關(guān)特性和壽命進行了測試和研究。結(jié)果表明：在各個沉積時間下的Bi2O3薄膜均具有良好的單極性電阻開關(guān)特性，且隨著沉積時間的增加，薄膜的Set電壓、Reset電壓、Reset電流和Rese