鐵電阻變存儲是下一代非易失存儲器中的重要組成,由于其高存儲密度,極快的讀寫速度以及非破壞性讀出的優(yōu)勢,吸引了眾多研究者關(guān)注。一般來說,鐵電阻變存儲單元是由上下兩層金屬性電極與中間的鐵電薄膜組成三明治結(jié)構(gòu)。鐵電二極管就是其中一類,它利用鐵電層的自發(fā)極化調(diào)控界面處的肖特基勢壘和器件的輸運特性。自1994年Blom等人首次發(fā)現(xiàn)界面處肖特基誘導的阻變現(xiàn)象以來,鐵電二極管已經(jīng)取得了巨大發(fā)展。然而鐵電二極管較小的開關(guān)比一直制約其發(fā)展,提高阻變開關(guān)比成為眾多研究者努力的方向。針對上述問題,我們采用摻雜的方式改變鐵電材料缺陷分布與界面處勢壘形貌,調(diào)控了鐵電二極管的阻變性能。主要研究內(nèi)容分為以下三部分:(1)BaTiO₃鐵電二極管制備及優(yōu)化。我們采用脈沖激光技術(shù)制備金屬氧化物底電極及鐵電薄膜,并探索高質(zhì)量薄膜的生長參數(shù)及微結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程,通過X射線衍射及原子力顯微鏡測試薄膜外延質(zhì)量,利用X射線反射確定外延薄膜厚度。(2)BaTiO₃鐵電二極管阻變特征表征。通過控制沉積鐵電薄膜過程中的激光脈沖數(shù),制備出不同鐵電層厚度的鐵電二極管,測試其阻變性能,分析不同厚度下輸運...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 鐵電材料
        1.1.1 鐵電體
        1.1.2 鈦酸鋇(BaTiO₃)
    1.2 新型存儲器
    1.3 鐵電阻變存儲
        1.3.1 鐵電存儲器
        1.3.2 鐵電阻變存儲器
    1.4 鐵電二極管研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文研究目的、意義及章節(jié)安排
第二章 樣品制備技術(shù)及測試方法
    2.1 薄膜制備方法
        2.1.1 脈沖激光沉積技術(shù)
        2.1.2 磁控濺射技術(shù)
    2.2 樣品表征方法
        2.2.1 X射線衍射技術(shù)
        2.2.2 X射線反射技術(shù)
        2.2.3 原子力顯微鏡
    2.3 性能測試方法
        2.3.1 阻變測試
        2.3.2 鐵電性能
第三章 氧化物薄膜制備及優(yōu)化
    3.1 襯底處理
    3.2 靶材制備
    3.3 SrRuO₃薄膜生長條件優(yōu)化
        3.3.1 氧分壓對SrRuO₃薄膜質(zhì)量影響
        3.3.2 襯底溫度對SrRuO₃薄膜質(zhì)量影響
        3.3.3 激光能量密度對SrRuO₃薄膜質(zhì)量影響
        3.3.4 激光頻率對SrRuO₃薄膜質(zhì)量影響
        3.3.5 SrRuO₃薄膜厚度測定及物相表征
    3.4 BaTiO₃/SrRuO₃/SrTiO₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)生長條件優(yōu)化
        3.4.1 BaTiO₃/SrTiO₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)制備
        3.4.2 BaTiO₃/SrRuO₃/SrTiO₃生長氧分壓及溫度優(yōu)化
        3.4.3 BaTiO₃生長激光頻率影響
        3.4.4 BaTiO₃薄膜厚度測定
    3.5 頂電極的生長
第四章 BaTiO₃鐵電二極管阻變性能探索
    4.1 不同厚度BaTiO₃鐵電二極管的阻變特性
        4.1.1 底電極測試
        4.1.2 初態(tài)測試
        4.1.3 J-V回滯曲線
    4.2 不同厚度BaTiO₃鐵電二極管阻變機制探索
        4.2.1 初態(tài)分析
        4.2.2 J-V曲線分析
第五章 離子摻雜對BaTiO₃鐵電二極管的性能優(yōu)化
    5.1 摻雜BaTiO₃鐵電二極管的制備
    5.2 鐵電性能研究
    5.3 阻變特性測試
    5.4 阻變機制探索
        5.4.1 頂電極面積對開關(guān)態(tài)電阻的影響
        5.4.2 J-V曲線擬合和能帶結(jié)構(gòu)分析
        5.4.3 低溫阻變特性
    5.5 器件翻轉(zhuǎn)特性
第六章 結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間研究成果
致謝



本文編號：3800659