傳統(tǒng)的易失性和非易失性存儲(chǔ)器件為計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用發(fā)揮了極其重要的作用。隨著人們對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求的不斷提高,傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器件已不能滿足性能的需求,這迫切需要研究新型的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器件。阻變存儲(chǔ)器件是一種新型的存儲(chǔ)器件,目前的實(shí)現(xiàn)方式通常是基于交叉線存儲(chǔ)陣列結(jié)構(gòu)。由于阻變存儲(chǔ)器件具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、成本少、集成度高等優(yōu)點(diǎn),已成為國(guó)際上重要的學(xué)術(shù)研究方向之一。 本文從阻變存儲(chǔ)器件的相關(guān)理論和制備技術(shù)入手,主要的實(shí)踐與研究成果有: 1、制備了基于對(duì)稱與非對(duì)稱電極的無機(jī)鈦氧化物阻變存儲(chǔ)陣列,基于鋁鉑電極的有機(jī)虎紅分子存儲(chǔ)單元。制備過程包括前期準(zhǔn)備、底電極制造、中間層薄膜涂覆、頂電極制造四個(gè)步驟,本文在每個(gè)步驟中均闡述了我們制備中所使用的技術(shù)與方法,并給出了相應(yīng)的制備數(shù)據(jù)與結(jié)果。 2、研究了基于對(duì)稱電極無機(jī)鈦氧化物阻變存儲(chǔ)器件的機(jī)理與性能,通過對(duì)基于對(duì)稱電極無機(jī)鈦氧化物阻變存儲(chǔ)陣列的測(cè)試,提出了基于類肖特基—氧空穴導(dǎo)電通道機(jī)理的SRS模型,得出了開態(tài)電流與中間層膜厚,線寬面積以及氧空穴濃度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,通過增加線寬,增加氧空穴濃度,減小膜厚將會(huì)提高器件的開態(tài)電流。 3、研究了基于鋁/氧化銦錫電極的虎紅分子存儲(chǔ)單元產(chǎn)生雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象的原因。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)鋁電極是基于虎紅分子的存儲(chǔ)單元產(chǎn)生雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象的直接原因,同時(shí)闡述了基于鋁/氧化銦錫電極的虎紅分子存儲(chǔ)單元雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理。 4、研究了基于非對(duì)稱鋁鉑電極的無機(jī)鈦氧化物阻變存儲(chǔ)陣列,發(fā)現(xiàn)了不對(duì)稱雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象,這一點(diǎn)在對(duì)基于對(duì)稱鉑鉑電極無機(jī)鈦氧化物阻變存儲(chǔ)陣列的測(cè)試中未被觀測(cè)到,不對(duì)稱雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可以區(qū)別電流的流動(dòng)方向,同時(shí)利用不對(duì)稱雙穩(wěn)態(tài)原理可以調(diào)節(jié)正反向電流的大小,從而解決交叉線結(jié)構(gòu)電路的誤讀現(xiàn)象。最后本文利用SRS模型對(duì)其進(jìn)行了理論建模,得到了電流與電壓,勢(shì)壘電阻之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
【學(xué)位單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TP333
【部分圖文】：

(a) (b)圖 1.1 磁阻存儲(chǔ)器件的阻變機(jī)理(a) 高阻狀態(tài)的機(jī)理示意 (b) 低阻狀態(tài)的機(jī)理示意圖諧振隧道二極管（Resonance Tunnel Diode， 簡(jiǎn)稱 RTD）由發(fā)射區(qū)與接收區(qū)以個(gè)雙隧道勢(shì)壘結(jié)構(gòu)組成，雙隧道勢(shì)壘結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)窄的量子阱，其只有一諧振能級(jí)。當(dāng)電子與此諧振能級(jí)對(duì)齊時(shí)，電子就會(huì)從發(fā)射區(qū)向接收區(qū)傳輸（如.2 所示）�；谒淼蓝䴓O管設(shè)計(jì)的 SRAM 稱為 TSRAM。它通常由一個(gè)單通晶和一對(duì)低功耗 RTD 組成，DRAM 需要重復(fù)的刷新以保持單元的信息，但是AM 則不需要刷新操作，它的數(shù)據(jù)可被 RTD 電路鎖存。TSRAM 的缺點(diǎn)主要是的單元面積以及需要另外添加偏壓線等。

) (b)圖 1.1 磁阻存儲(chǔ)器件的阻變機(jī)理 高阻狀態(tài)的機(jī)理示意 (b) 低阻狀態(tài)的機(jī)理示Resonance Tunnel Diode， 簡(jiǎn)稱 RTD）由組成，雙隧道勢(shì)壘結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)窄的與此諧振能級(jí)對(duì)齊時(shí)，電子就會(huì)從發(fā)射區(qū)二極管設(shè)計(jì)的 SRAM 稱為 TSRAM。它D 組成，DRAM 需要重復(fù)的刷新以保持操作，它的數(shù)據(jù)可被 RTD 電路鎖存。TS要另外添加偏壓線等。

國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文45nm 尺度，傳統(tǒng) CMOS 工藝逐漸暴露出漏電流大，信號(hào)串?dāng)_嚴(yán)重，功耗密度大等一系列問題，這就需要尋找新型的技術(shù)來解決現(xiàn)行的 CMOS 工藝存在的問題。隨著交叉學(xué)科知識(shí)與技術(shù)的發(fā)展，大量研究工作者正通過不同領(lǐng)域的知識(shí)與技術(shù)解決其本領(lǐng)域存在的各種問題。同樣計(jì)算機(jī)技術(shù)研究人員也試圖利用材料技術(shù)、納米技術(shù)等技術(shù)解決微電子器件特征尺寸微縮產(chǎn)生的問題。阻變存儲(chǔ)器就是將材料技術(shù)與納米技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器件研究的例子之一。阻變存儲(chǔ)器是在外加電場(chǎng)作用下材料的電阻可在高阻態(tài)和低阻態(tài)之間實(shí)現(xiàn)可逆轉(zhuǎn)換的非易失性存儲(chǔ)器。與傳統(tǒng) CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)器件相比，它具有低操作電壓、低功耗、高寫入速度、耐擦寫、非破壞性讀取、保持時(shí)間長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、與 CMOS 工藝兼容性好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究。交叉線結(jié)構(gòu)阻變存儲(chǔ)器是這一領(lǐng)域的研究的熱點(diǎn)之一。交叉結(jié)構(gòu)的基本原理（如圖 1.3(a)所示）是把一套相互平行的納米（或微米級(jí)）導(dǎo)線與另一套導(dǎo)線做十字交叉，并在這兩套導(dǎo)線間填充阻變材料。
【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2859123