本文關(guān)鍵詞：脈沖激光沉積制備氧化鈦薄膜及其阻變效應(yīng)的研究

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【摘要】：阻變存儲(chǔ)器作為下一代非易失性存儲(chǔ)器的有力競爭者之一,在最近十多年來吸引了廣泛的關(guān)注。作為阻變存儲(chǔ)器的核心,阻變材料的阻變性能和阻變機(jī)制一直是相關(guān)研究方向中的熱點(diǎn)問題。本文采用脈沖激光沉積(Pulsed Laser Deposition,PLD)技術(shù)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制備了TiO_2為功能層的薄膜型阻變存儲(chǔ)器單元。本論文通過控制TiO_2薄膜的沉積和退火工藝條件改變TiO_2薄膜中的氧空位缺陷,測試TiO_2阻變效應(yīng)和制備工藝的關(guān)系,系統(tǒng)分析TiO_2薄膜的導(dǎo)電機(jī)制,結(jié)合XPS分析等手段討論了TiO_2薄膜的阻變模型。(1)論文首先通過脈沖激光沉積技術(shù)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制備TiO_2為功能層的薄膜型阻變存儲(chǔ)器單元。采用X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)等手段,分析了氧分壓、沉積溫度、激光能量等制備工藝對TiO_2薄膜結(jié)構(gòu)的影響。通過電流-電壓(I-V)測試研究阻變開關(guān)比與沉積工藝的關(guān)系,觀察到不需要電形成過程及開關(guān)比1000倍的阻變現(xiàn)象,確定了優(yōu)化的TiO_2沉積工藝:溫度為600℃、沉積氧分壓為10Pa、激光能量為150 mJ。(2)基于上述優(yōu)化制備工藝,進(jìn)一步通過系統(tǒng)地調(diào)控原位退火氧分壓,在TiO_2薄膜中得到開關(guān)比50000倍非對稱的雙極性阻變行為。通過控制退火氧分壓,顯著提高了TiO_2薄膜I-V曲線的一致性。在10Pa退火條件下制備的TiO_2薄膜經(jīng)過1500次翻轉(zhuǎn)仍然具有良好的一致性。(3)最后,通過測試不同電極面積I-V曲線、不同溫度下的I-V曲線,并對I-V曲線進(jìn)行擬合分析TiO_2阻變薄膜的導(dǎo)電機(jī)理,采用上述方法制備的TiO_2阻變效應(yīng)是受空間電荷限制電流模型(SCLC)和肖特基發(fā)射模型(SE)控制產(chǎn)生。綜上所述,本文通過系統(tǒng)研究TiO_2薄膜的PLD沉積工藝,控制TiO_2薄膜的原位退火工藝,制備出TiO_2阻變薄膜材料,分析了薄膜阻變開關(guān)比與制備工藝的關(guān)系。導(dǎo)電機(jī)制分析表面所制備TiO_2薄膜的阻變機(jī)制為界面型,具有較好的I-V曲線一致性,為TiO_2薄膜在RRAM的實(shí)際應(yīng)用提供了支持。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2

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1 門傳玲;林成魯;;脈沖激光沉積氮化鋁薄膜的電學(xué)性能研究[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2006年04期

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3 糾智先;;脈沖激光能量密度對ZnS薄膜的影響[J];武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2007年02期

4 張金平;;PLD制備DLC的研究進(jìn)展[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

5 龍華;楊光;陳愛平;李玉華;陸培祥;;納米TiO_2薄膜的脈沖激光沉積及其光學(xué)特性[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2008年05期

6 儲(chǔ)艷秋;吳波;吳梁;水青;傅正文;;脈沖激光沉積制備氧化鉍薄膜的電致變色性質(zhì)[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2007年11期

7 周幼華;陸培祥;龍華;楊光;鄭啟光;;脈沖激光沉積β-FeSi_2/Si(111)薄膜的工藝條件[J];中國激光;2006年09期

8 顧少軒;馬志軍;潘瑞琨;陶海征;趙修建;;脈沖激光沉積硫化鍺-硫化稼-硫化鎘非晶薄膜的結(jié)構(gòu)和性能(英文)[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2008年12期

9 陸雷;肖定全;賃敦敏;張永彬;朱建國;;鈮酸鹽無鉛壓電薄膜的脈沖激光沉積制備研究[J];壓電與聲光;2009年01期

10 王雪敏;吳衛(wèi)東;李盛印;陳松林;唐永建;白黎;王海平;;脈沖激光沉積摻W類金剛石膜的性能[J];稀有金屬材料與工程;2010年07期

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1 王淑芳;陳景春;葛大勇;陳珊珊;喬小奇;丁學(xué)成;王江龍;傅廣生;;脈沖激光沉積條件對Bi_2Sr_2Co_2O_y熱電薄膜結(jié)構(gòu)與電輸運(yùn)性能的影響[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 吳嘉達(dá);鐘曉霞;孫劍;伍長征;李富銘;;電子回旋共振等離子體輔助的反應(yīng)脈沖激光沉積方法制備氮化物薄膜[A];第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

3 李松玲;王如志;趙維;宋志偉;王波;嚴(yán)輝;;脈沖激光沉積氮化鋁薄膜及沉積參數(shù)對其場發(fā)射性能的影響[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊）[C];2010年

4 樊麗權(quán);王宇威;牛海軍;白續(xù)鐸;;垂直靶向脈沖激光沉積制備氧化鋅納米薄膜[A];中國化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（上冊）[C];2006年

5 譚歆;周益春;鄭學(xué)軍;;脈沖激光沉積薄膜生長的計(jì)算機(jī)模擬[A];科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

6 朱建華;王毅;葉蔥;葉蕓;王浩;;脈沖激光沉積制備的HfO_2電學(xué)性能及其漏電流機(jī)制研究[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

7 樓捷;葉邦角;翁惠民;杜淮江;;ZnO/M/ZnO金屬介質(zhì)多層膜的慢正電子研究[A];第十一屆全國正電子湮沒譜學(xué)會(huì)議論文集[C];2012年

8 樓捷;葉邦角;翁惠民;韓榮典;杜淮江;;ZnO/M/ZnO金屬介質(zhì)多層膜的慢正電子研究[A];第十屆全國正電子湮沒譜學(xué)會(huì)議論文集[C];2009年

9 吳氣虹;揭建勝;于琳;韓新海;王冠中;方容川;;脈沖激光沉積ZnO薄膜的變溫光致發(fā)光研究[A];第九屆全國發(fā)光學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2001年

10 林曉東;劉毅;胡居廣;王培;;脈沖激光沉積環(huán)境對MgZnO成膜特性影響[A];第十四屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2012年

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1 顏丙功;脈沖激光沉積富鋰正極薄膜試驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2015年

2 王雷;ZnO基薄膜及多量子阱結(jié)構(gòu)的脈沖激光沉積制備與物性研究[D];東北師范大學(xué);2011年

3 蘇雪瓊;脈沖激光沉積制備半導(dǎo)體薄膜材料及其光電特性研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2014年

4 李智華;KTN薄膜制備與PLD機(jī)理研究[D];華中科技大學(xué);2004年

5 劉玫;脈沖激光沉積（PLD）碲鎘汞（HgCdTe）薄膜材料結(jié)構(gòu)特性的研究[D];山東師范大學(xué);2009年

6 羅嗣俊;Bi_4Ti_3O_(12)/ZnO系異質(zhì)復(fù)合薄膜的脈沖激光沉積與外延生長[D];武漢理工大學(xué);2012年

7 劉明;界面調(diào)制的功能氧化物薄膜制備與物理性能[D];大連理工大學(xué);2011年

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1 汪鵬超;基于氧化鎵薄膜阻變性能的研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

2 張平;脈沖激光沉積制備氧化鈦薄膜及其阻變效應(yīng)的研究[D];電子科技大學(xué);2016年

3 王淑芳;脈沖激光沉積氮化碳薄膜及其生長機(jī)理研究[D];河北大學(xué);2000年

4 陳珊珊;脈沖激光沉積制備層狀鈷氧化物薄膜及其輸運(yùn)特性研究[D];河北大學(xué);2013年

5 張德愷;脈沖激光沉積硅基發(fā)光薄膜及其特性研究[D];西北大學(xué);2005年

6 董占斌;ECR等離子體輔助脈沖激光沉積薄膜的若干應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2006年

7 張超;Co：BaTiO_3納米復(fù)合薄膜的脈沖激光法制備及其結(jié)構(gòu)研究[D];四川大學(xué);2004年

8 陳愛平;脈沖激光沉積銅氧化物薄膜及其非線性光學(xué)特性[D];華中科技大學(xué);2009年

9 胡大治;脈沖激光法制備高介電系數(shù)鐵電薄膜和多層膜[D];蘇州大學(xué);2005年

10 許士才;β-FeSi_2半導(dǎo)體薄膜的制備及性能的研究[D];山東師范大學(xué);2011年

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本文編號：1260145