ZnO憶阻器的全溶液法制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-30 14:35
憶阻器因其獨(dú)特的非線性電學(xué)性能而得到科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前,憶阻器在材料選擇、制備工藝、機(jī)理研究和功能模擬上都有了一定的研究進(jìn)展。但是,在降低器件制備技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本方面,還有許多地方值得研究。本文就從降低制備成本的角度出發(fā),采用全溶液法制備ZnO憶阻器,通過(guò)優(yōu)化薄膜的制備工藝,制備出了具有良好循環(huán)穩(wěn)定性、低功耗、自整流、自限流和不需要電形成過(guò)程的G（石墨烯）/ZnO/AZO（摻鋁氧化鋅）憶阻器,并研究了其阻變機(jī)理和透明特性。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:（1）實(shí)驗(yàn)中采用乙酸鋅、硝酸鋁、乙醇胺、硝酸和無(wú)水乙醇配制了AZO前驅(qū)體和H+摻雜的AZO前驅(qū)體。通過(guò)溶膠凝膠旋涂法制備AZO電極薄膜。對(duì)比不同的預(yù)處理?xiàng)l件,發(fā)現(xiàn)AZO薄膜在250℃烘烤5分鐘的處理下得到的薄膜晶向的c軸擇優(yōu)取向最明顯,結(jié)晶性最好,薄膜電阻率最低。在優(yōu)化預(yù)處理?xiàng)l件之后,研究了一次退火溫度和二次退火對(duì)AZO薄膜電阻率的影響,發(fā)現(xiàn)第一次在箱式爐中600℃退火1小時(shí),再利用快速退火爐600℃退火40分鐘,得到的AZO薄膜的電阻率降到了10-1Ω·cm;而后發(fā)現(xiàn)高溫的一次性快速退火所...
【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
四種新型存儲(chǔ)器的器件結(jié)構(gòu)
位導(dǎo)電細(xì)絲型憶阻器中，電極需要通過(guò)改變阻變層氧空位的濃度間接參與到器件的阻變行為中，這里需要用到 Pt[29]、Au[63]等惰性電極，和一個(gè)比較活潑的如 Al[64]、Ti[65]等金屬電極，這些電極不容易被氧化，即便氧化了也難以被還原，所以不會(huì)形成金屬導(dǎo)電細(xì)絲影響器件中氧空位的遷移；在界面勢(shì)壘型憶阻器中，需要利用電極與阻變層形成一個(gè)勢(shì)壘，通過(guò)界面處不同材料之間的肖特基接觸勢(shì)壘的變化，造成器件高低阻值的變化；還有電荷俘獲釋放型憶阻器，電極主要起到傳導(dǎo)電流的作用，多是利用惰性電極。除了這些電極材料，還有一些常見(jiàn)氧化物電極，例如 In 摻雜 SnO2（ITO）[66]、F 摻雜 SnO2（FTO）[67]、Al 摻雜 ZnO（AZO）[68]、Ga 摻雜 ZnO（GZO）[69]等，這些電極還具有一定的透明性，可以應(yīng)用于透明憶阻器的研究。1.2.2 憶阻器的機(jī)理探討現(xiàn)如今，已經(jīng)在很多材料中都能夠觀察到阻變現(xiàn)象，但是不同的材料體系中，器件的阻變機(jī)理各不相同。因此，科學(xué)界對(duì)憶阻器的阻變機(jī)制提出了多種模型，從阻變的物理機(jī)制出發(fā)，可以將憶阻器分為以下幾類(lèi)：
杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文電極，接受電子后被還原為金屬 Ag 原子進(jìn)而不斷累積連接到頂電極絲，這樣的憶阻器又被稱(chēng)為 CBRAM(Conduction Bridge Random ory)，其結(jié)構(gòu)和阻變機(jī)理簡(jiǎn)單，而且可以利用原位高分辨率透射電鏡長(zhǎng)和熔斷進(jìn)行觀察，所以金屬導(dǎo)電細(xì)絲型憶阻器吸引了大量研究者同時(shí)，CBRAM 還具有良好的電學(xué)性能，如很大的開(kāi)關(guān)比（>106）、阻態(tài)、還可作為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory，SR電壓小、器件功耗小、穩(wěn)定性好、與 CMOS 有較好的兼容性，尤其絲結(jié)構(gòu)的 CBRAM，有望實(shí)現(xiàn)大面積集成以及實(shí)現(xiàn)在 1T2R(一個(gè)晶體阻器結(jié)構(gòu))電路的搭建。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]還原時(shí)間對(duì)AlO_x/WO_x RRAM開(kāi)關(guān)速度的調(diào)制作用[J]. 徐娟,傅雅蓉,林殷茵. 半導(dǎo)體技術(shù). 2017(09)
[2]CuO納米線阻變存儲(chǔ)器的組裝及電阻開(kāi)關(guān)特性[J]. 陽(yáng)斌,唐海濤,楊釗,劉安,劉宏武. 固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2015(02)
博士論文
[1]納米碳材料的制備及其薄膜透明導(dǎo)電和場(chǎng)發(fā)射性能的研究[D]. 錢(qián)敏.華東師范大學(xué) 2012
[2]Al摻雜ZnO透明導(dǎo)電薄膜的液相法制備及其光電性能研究[D]. 趙金博.山東大學(xué) 2011
本文編號(hào)：2947810
【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
四種新型存儲(chǔ)器的器件結(jié)構(gòu)
位導(dǎo)電細(xì)絲型憶阻器中，電極需要通過(guò)改變阻變層氧空位的濃度間接參與到器件的阻變行為中，這里需要用到 Pt[29]、Au[63]等惰性電極，和一個(gè)比較活潑的如 Al[64]、Ti[65]等金屬電極，這些電極不容易被氧化，即便氧化了也難以被還原，所以不會(huì)形成金屬導(dǎo)電細(xì)絲影響器件中氧空位的遷移；在界面勢(shì)壘型憶阻器中，需要利用電極與阻變層形成一個(gè)勢(shì)壘，通過(guò)界面處不同材料之間的肖特基接觸勢(shì)壘的變化，造成器件高低阻值的變化；還有電荷俘獲釋放型憶阻器，電極主要起到傳導(dǎo)電流的作用，多是利用惰性電極。除了這些電極材料，還有一些常見(jiàn)氧化物電極，例如 In 摻雜 SnO2（ITO）[66]、F 摻雜 SnO2（FTO）[67]、Al 摻雜 ZnO（AZO）[68]、Ga 摻雜 ZnO（GZO）[69]等，這些電極還具有一定的透明性，可以應(yīng)用于透明憶阻器的研究。1.2.2 憶阻器的機(jī)理探討現(xiàn)如今，已經(jīng)在很多材料中都能夠觀察到阻變現(xiàn)象，但是不同的材料體系中，器件的阻變機(jī)理各不相同。因此，科學(xué)界對(duì)憶阻器的阻變機(jī)制提出了多種模型，從阻變的物理機(jī)制出發(fā)，可以將憶阻器分為以下幾類(lèi)：
杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文電極，接受電子后被還原為金屬 Ag 原子進(jìn)而不斷累積連接到頂電極絲，這樣的憶阻器又被稱(chēng)為 CBRAM(Conduction Bridge Random ory)，其結(jié)構(gòu)和阻變機(jī)理簡(jiǎn)單，而且可以利用原位高分辨率透射電鏡長(zhǎng)和熔斷進(jìn)行觀察，所以金屬導(dǎo)電細(xì)絲型憶阻器吸引了大量研究者同時(shí)，CBRAM 還具有良好的電學(xué)性能，如很大的開(kāi)關(guān)比（>106）、阻態(tài)、還可作為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory，SR電壓小、器件功耗小、穩(wěn)定性好、與 CMOS 有較好的兼容性，尤其絲結(jié)構(gòu)的 CBRAM，有望實(shí)現(xiàn)大面積集成以及實(shí)現(xiàn)在 1T2R(一個(gè)晶體阻器結(jié)構(gòu))電路的搭建。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]還原時(shí)間對(duì)AlO_x/WO_x RRAM開(kāi)關(guān)速度的調(diào)制作用[J]. 徐娟,傅雅蓉,林殷茵. 半導(dǎo)體技術(shù). 2017(09)
[2]CuO納米線阻變存儲(chǔ)器的組裝及電阻開(kāi)關(guān)特性[J]. 陽(yáng)斌,唐海濤,楊釗,劉安,劉宏武. 固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2015(02)
博士論文
[1]納米碳材料的制備及其薄膜透明導(dǎo)電和場(chǎng)發(fā)射性能的研究[D]. 錢(qián)敏.華東師范大學(xué) 2012
[2]Al摻雜ZnO透明導(dǎo)電薄膜的液相法制備及其光電性能研究[D]. 趙金博.山東大學(xué) 2011
本文編號(hào)：2947810
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