本文關(guān)鍵詞：基于氧化鋁薄膜的阻變存儲(chǔ)器特性與亞能帶傳輸機(jī)理研究

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【摘要】：Flash是目前應(yīng)用最廣泛的非易失性存儲(chǔ)器,由于存在器件間耦合的問題,限制了其尺寸的進(jìn)一步減小,急需尋找可替代的新型非易失性存儲(chǔ)器,以滿足信息技術(shù)發(fā)展的需要。阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器(RRAM)作為新型非易失存儲(chǔ)器的一種,具備著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、集成度高、功耗低、轉(zhuǎn)換速率快、微縮性好等優(yōu)勢(shì),成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。氧化鋁是CMOS技術(shù)中重要的介質(zhì)材料,氧化鋁基RRAM具有極大的潛力。本文研究了Ag/Al_xO_y/P-Si結(jié)構(gòu)的阻變特性及其狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)理。本文首先回顧了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的發(fā)展及其特點(diǎn),介紹了目前確定的阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制。然后利用原子層沉積技術(shù)(ALD)沉積氧化鋁薄膜,濺射法制備金屬銀電極。通過Ⅰ-Ⅴ特性曲線測(cè)試表征了存儲(chǔ)能力,用X射線光電子能譜(XPS)分析氧化鋁薄膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。最后,根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用亞能帶(sub-band)模型很好的解釋了在Ag/Al_xO_y/P-Si結(jié)構(gòu)的RRAM狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制。測(cè)試表面,Ag/Al_xO_y/P-Si器件在不同尺寸下都表現(xiàn)出典型的雙極性、無Forming電壓特點(diǎn),器件參數(shù)具有離散性。溫變特性中開態(tài)電阻(Ron)表現(xiàn)出類半導(dǎo)體特性,從而確定了sub-band傳導(dǎo)機(jī)制的合理性。
【關(guān)鍵詞】：阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器 原子層沉積法(ALD) Al_xO_y 亞能帶(sub-band)模型
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-23
• 1.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器8-13
• 1.1.1 傳統(tǒng)的Flash存儲(chǔ)器9-10
• 1.1.2 新型非易失隨機(jī)存儲(chǔ)器10-13
• 1.2 阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器的研究簡(jiǎn)介13-16
• 1.2.1 阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.2 阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器的電學(xué)特性14-15
• 1.2.3 阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器材料應(yīng)用的發(fā)展15-16
• 1.3 阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器的阻變機(jī)制16-21
• 1.3.1 氧空位模型16-17
• 1.3.2 金屬細(xì)絲模型17-20
• 1.3.3 肖特基發(fā)射機(jī)制20-21
• 1.3.4 Pool-Frenkel(P-F)導(dǎo)電機(jī)制21
• 1.3.5 空間電荷限制電流(SCLC)機(jī)制21
• 1.4 基于Al_xO_y阻變存儲(chǔ)器的研究意義21-23
• 2 器件制備及表征方法23-28
• 2.1 器件制備23-25
• 2.1.1 原子層沉積法制備介質(zhì)層23-25
• 2.1.2 濺射法制備金屬電極25
• 2.2 阻變存儲(chǔ)器的表征方法25-28
• 2.2.1 I-V特性曲線測(cè)試25-26
• 2.2.2 X射線光電子能譜(XPS)測(cè)試26-28
• 3 Ag/Al_xO_y/P-Si阻變存儲(chǔ)器的測(cè)試結(jié)果與分析28-34
• 3.1 Ag/Al_xO_y/P-Si器件測(cè)試過程28
• 3.2 器件的電學(xué)特性分析28-32
• 3.2.1 I-V特性曲線28-29
• 3.2.2 不同電極面積下的開態(tài)電阻和關(guān)態(tài)電阻29-30
• 3.2.3 溫度對(duì)器件I-V電學(xué)特性的影響30-31
• 3.2.4 Al_xO_y薄膜的X射線光電子譜31-32
• 3.3 本章小結(jié)32-34
• 4 Ag/Al_xO_y/P-Si器件的亞能帶傳輸機(jī)理分析34-41
• 4.1 Ag/Al_xO_y/P-Si器件的能帶圖分析34-36
• 4.2 Ag/Al_xO_y/P-Si器件的傳輸路徑分析36-38
• 4.3 Ag/Al_xO_y/P-Si器件內(nèi)部電荷傳輸機(jī)理分析38-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 結(jié)論41-42
• 參考文獻(xiàn)42-45
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況45-46
• 致謝46-47

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 ;Nonvolatile resistive switching memories-characteristics,mechanisms and challenges[J];Progress in Natural Science:Materials International;2010年01期

2 徐迎暉;;磁電阻隨機(jī)存儲(chǔ)器MRAM的原理與應(yīng)用[J];電子技術(shù);2006年03期

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本文編號(hào)：1081817