本文關(guān)鍵詞：ZnO納米線憶阻器的制備及其性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著半導(dǎo)體工藝和產(chǎn)業(yè)遵循著摩爾定律獲得快速發(fā)展,以微電子為支撐,計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為代表的電子信息產(chǎn)業(yè),使人類(lèi)進(jìn)入了現(xiàn)代信息科技的時(shí)代。然而,存儲(chǔ)器作為信息技術(shù)的關(guān)鍵器件,正由于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝技術(shù)逐漸接近其物理極限,在集成度和性能等方面遭遇到尺寸節(jié)點(diǎn)等瓶頸,尺寸越小就會(huì)遇到越多的問(wèn)題。憶阻器可作為新型非易失性存儲(chǔ)器,其在信息存儲(chǔ)方面具有工藝簡(jiǎn)單,優(yōu)異的特征尺寸可縮小性,與傳統(tǒng)CMOS工藝兼容等多種優(yōu)點(diǎn),在未來(lái)存儲(chǔ)器市場(chǎng)將具有非常大的競(jìng)爭(zhēng)力,受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界廣泛的關(guān)注和研究。目前,研究較多的是薄膜結(jié)構(gòu)的憶阻器。由于納米線結(jié)構(gòu)材料比薄膜材料具有一些獨(dú)特的物理、化學(xué)特性,因而相應(yīng)功能器件有望表現(xiàn)出特殊的功能或工作機(jī)制。ZnO納米線原材料成本低,制備方法簡(jiǎn)單,晶體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng),化學(xué)性能穩(wěn)定等,因此本文將基于單根ZnO納米線,制備憶阻器。采用化學(xué)氣相沉積法制備了氧化鋅納米線,以及其他形貌的納米結(jié)構(gòu)。用化學(xué)腐蝕法制備了金屬銅掩模版,并用光刻和一步掩膜法分別制備了Au/ZnO納米線(NW)/Au憶阻器件。其中制備納米線憶阻器的一步掩膜法具有對(duì)設(shè)備依賴(lài)程度低,易操作,可避免光刻方法常引入雜質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),利用一步掩模法制備的器件,具有無(wú)極性的憶阻行為,并且單極性和雙極性憶阻行為不受掃描歷史影響而可逆地轉(zhuǎn)換。同時(shí),兩種操作方式下,高低阻態(tài)的電阻值基本一致,開(kāi)關(guān)比都可以達(dá)到105以上,且表現(xiàn)出較好的耐疲勞特性,循環(huán)次數(shù)均在20次以上。在測(cè)試的器件時(shí),也發(fā)現(xiàn)了自恢復(fù)開(kāi)關(guān)特性。通過(guò)測(cè)試低阻態(tài)電阻與溫度的依賴(lài)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)器件在低阻態(tài)時(shí)具有半導(dǎo)體導(dǎo)電特性,并推測(cè)Au/ZnO NW/Au器件的憶阻機(jī)制與納米線表面氧空位形成的導(dǎo)電細(xì)絲有關(guān)。無(wú)極性的特性可以拓展憶阻器件的應(yīng)用范圍和工藝可行性的潛力。
【關(guān)鍵詞】：ZnO納米線 憶阻器 一步掩膜法 電致變阻
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM501;TQ132.41
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-27
• 1.1 引言10-11
• 1.2 憶阻器的憶阻行為分類(lèi)11-12
• 1.3 憶阻器的材料體系分類(lèi)12-14
• 1.3.1 二元氧化物12-13
• 1.3.2 碳基材料13
• 1.3.3 硫系材料13
• 1.3.4 鈣鈦礦氧化物13
• 1.3.5 單質(zhì)材料類(lèi)13-14
• 1.3.6 固態(tài)電解質(zhì)14
• 1.3.7 有機(jī)介質(zhì)材料14
• 1.3.8 電極材料14
• 1.4 憶阻器的工作機(jī)制14-21
• 1.4.1 導(dǎo)電細(xì)絲模型15-17
• 1.4.2 P-F發(fā)射機(jī)制17-18
• 1.4.3 SCLC發(fā)射機(jī)制18-19
• 1.4.4 肖特基勢(shì)壘模型19-21
• 1.5 憶阻器的結(jié)構(gòu)形式21-22
• 1.6 氧化鋅納米線憶阻器的研究現(xiàn)狀22-25
• 1.7 憶阻器的研究意義和主要內(nèi)容25-27
• 第2章 樣品與器件的制備與表征手段27-34
• 2.1 管式退火爐27-28
• 2.2 光刻設(shè)備簡(jiǎn)介28-30
• 2.2.1 勻膠機(jī)28
• 2.2.2 烘烤機(jī)28-29
• 2.2.3 紫外光刻機(jī)29-30
• 2.3 電子束熱蒸發(fā)30-32
• 2.4 半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試儀32-33
• 2.5 掃描電子顯微鏡33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 ZnO納米線的制備與表征34-45
• 3.1 ZnO晶體結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)34
• 3.2 ZnO納米材料的制備34-36
• 3.2.1 化學(xué)氣相沉積法35
• 3.2.2 金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積35
• 3.2.3 溶膠-凝膠35-36
• 3.2.4 脈沖激光沉積36
• 3.3 CVD實(shí)驗(yàn)過(guò)程36-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 ZnO納米線憶阻器的制備與表征45-59
• 4.1 紫外光刻技術(shù)制備ZnO納米線憶阻器45-48
• 4.1.1 光刻實(shí)驗(yàn)過(guò)程45-47
• 4.1.2 ZnO納米線憶阻器的特性測(cè)試47-48
• 4.2 一步掩膜法制備ZnO納米線憶阻器的制備48-58
• 4.2.1 銅掩膜版的制備48-49
• 4.2.2 器件的制備49
• 4.2.3 電學(xué)特性測(cè)試49-53
• 4.2.4 器件的耐疲勞特性測(cè)試53-54
• 4.2.5 多態(tài)存儲(chǔ)54-55
• 4.2.6 自恢復(fù)開(kāi)關(guān)特性55-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第5章 ZnO納米線憶阻器機(jī)理研究59-63
• 5.1 ZnO納米線憶阻器的電學(xué)特性分析59-61
• 5.2 ZnO納米線憶阻器的低阻態(tài)與溫度關(guān)系61-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文71

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