【摘要】：隨著便攜式電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)硅基存儲器將無法滿足巨大的市場需求以及高密度低成本的要求,所以目前存儲器產(chǎn)業(yè)界和世界各地的研究小組掀起新一輪的新型存儲器的開發(fā)熱潮�；阼F電、磁阻和相變材料的新型存儲器件相應(yīng)得到開發(fā)和利用,并且已經(jīng)實現(xiàn)了小規(guī)模市場化。但是復(fù)雜的制備工藝和高昂的成本仍然制約著這些新興技術(shù)的全面市場化進程。為了制備具有低成本、工藝簡單、良好的存儲性能和可靠的通用存儲器,現(xiàn)在一種新型的基于電阻開關(guān)的存儲器件引起了廣泛的關(guān)注,目前主要集中在兩元過渡金屬氧化物薄膜材料的研究上,由于其優(yōu)良的存儲性能,被寄予為2013年之后新一代存儲器的強力競爭者。 本文中,我們利用界面化學(xué)反應(yīng)法制備了三種可用于電阻開關(guān)存儲器的新型介質(zhì)薄膜,并對介質(zhì)薄膜進行了初步研究,然后通過探索和優(yōu)化制備工藝來提高存儲器件的性能,得到了兩類具有良好的非易失性存儲器件。同時我們利用表征手段對薄膜的成分進行了分析,提出了薄膜的成膜機理。并且利用電流擬合方法,深入分析了器件在電場作用的開關(guān)機制。雖然此項技術(shù)仍然處于初步的探索階段,但是為制備低成本高性能的新型電阻開關(guān)存儲器開辟了新的思路。本文的具體內(nèi)容可概括為: 1、研究了利用固固界面反應(yīng)制備的CuSCN的復(fù)合薄膜,利用各種表征手段分析了薄膜的組成,制備了基于該復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的M—S—M器件,發(fā)現(xiàn)該器件表現(xiàn)出良好的可寫可擦電雙穩(wěn)特性。并且對薄膜的成膜過程提出了合理反應(yīng)機制以及利用filament模型解釋了器件的開關(guān)機制。 2、采用銅膜在(SCN)_2溶液中固液界面反應(yīng)的方法制備了基于二硫氰前體的功能介質(zhì)薄膜,排除了固固反應(yīng)中KOH有害雜質(zhì)的影響。通過優(yōu)化濃度和時間參數(shù),改善薄膜質(zhì)量,制備了高性能的電雙穩(wěn)存儲器件�；谠摶瘜W(xué)工藝法制備的復(fù)合薄膜器件,可以實現(xiàn)連續(xù)400次無錯誤寫讀擦讀循環(huán),狀態(tài)比可達10000倍。 3、利用界面反應(yīng)自組裝的方法制備了Cu-DMcT配位聚合物薄膜,發(fā)現(xiàn)該薄膜表現(xiàn)出優(yōu)良的一次寫入多次讀取的性能。通過優(yōu)化溶劑、濃度和浸泡時間參數(shù)組合,改善了WORM的存儲性能。器件的狀態(tài)比可達10的7次方,而且表現(xiàn)出良好的信息維持時間,并且對器件的跳變過程進行了擬合分析。
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP333
【圖文】：

圖1.2MRAM的典型器件結(jié)構(gòu)和電阻1.33相變隨機存儲器件(PRAM)PRAM是基于奧弗辛斯基效應(yīng)開發(fā)的新型存先描述了基于相變理論的存儲器:材料由非晶狀程中，其非晶態(tài)和晶態(tài)呈現(xiàn)不同的反光特性和電晶態(tài)分別代表1和O實現(xiàn)信息的存儲。主要存儲元或三元化合物薄膜[20]。其優(yōu)點是易于減小單元讀寫速度和次數(shù)不如FeRAM和MRAM，同時如個技術(shù)難題。另外PRAM的存儲單元雖小，結(jié)構(gòu)路面積較大，因此較大的芯片面積和相對高的生頸。

Ma圖1.2MRAM的典型器件結(jié)構(gòu)和電阻與磁場的關(guān)系曲線隨機存儲器件(PRAM)是基于奧弗辛斯基效應(yīng)開發(fā)的新型存儲器。奧弗辛斯基于相變理論的存儲器:材料由非晶狀態(tài)變成晶體，再變回晶態(tài)和晶態(tài)呈現(xiàn)不同的反光特性和電阻特性。因此可以利表1和O實現(xiàn)信息的存儲。主要存儲介質(zhì)是以Ge、Sb、合物薄膜[20]。其優(yōu)點是易于減小單元尺寸，電阻變化率次數(shù)不如FeRAM和MRAM，同時如何穩(wěn)定維持其驅(qū)動。另外PRAM的存儲單元雖小，結(jié)構(gòu)如圖1.3所示，但需，因此較大的芯片面積和相對高的生產(chǎn)成本也成為阻礙

多材料中均發(fā)現(xiàn)了電致電阻開關(guān)效應(yīng)，并將其應(yīng)用于存儲器領(lǐng)域。與其他新型存儲器件相比，RRAM表現(xiàn)出優(yōu)良的存儲特性，如非破壞性讀取、較低的操作電壓、較高的擦寫速度、結(jié)構(gòu)簡單(如圖1.4)、O可Off狀態(tài)比大以及穩(wěn)定的高低狀態(tài)維持時間等等。因此，目前RRAM引起了研究人員的廣泛關(guān)注，被認為是下一代存儲器的強有力的競爭者�，F(xiàn)在應(yīng)用于RRAM的介質(zhì)材料主要包括三大類。一是二元過渡金屬氧化物，如Nio[24]、Tiox[25]、znoZ[26]、zroZ[27]、euxo[2，]和Nb205[29〕等等。早期對過渡金屬氧化物的研究，主要是尋找具有更優(yōu)良介電特性的柵極氧化物材料。后來發(fā)現(xiàn)這些氧化物的電特性具有應(yīng)用于電阻開關(guān)存儲的巨大潛力。目前一大批韓國科學(xué)家對Nio材料進行了深入研究，取得很好的電存儲性能和可靠性。二是一系列具有鈣欽礦結(jié)構(gòu)的氧化物，如PbTio3[30]、c卜d叩edsrzro3I3’]、sr衛(wèi)03[

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 楊治杰;熱處理對TiO_2薄膜微觀結(jié)構(gòu)及催化性能的影響[D];湖北工業(yè)大學(xué);2012年

2 韓志慧;p-CuSCN薄膜的制備及其性能的研究[D];南昌大學(xué);2012年

3 王鵬飛;基于界面自組裝薄膜的電存儲器件的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

本文編號：2749746