隨著現(xiàn)代集成電路制造工藝的發(fā)展,基于浮柵結(jié)構(gòu)的FLASH存儲器正逐漸走向其物理尺寸極限,新型儲存器的開發(fā)成為現(xiàn)在研究機構(gòu)及各大半導體廠商的研究熱點。其中阻變存儲器（RRAM）以其在低功耗,高速度,結(jié)構(gòu)簡單易于3D集成和與傳統(tǒng)CMOS工藝的完美兼容等方面的優(yōu)勢受到了廣泛的關(guān)注。然而,由于RRAM的存儲機理目前還不是很明確,而且可靠性方面也無法滿足市場的要求,因此,對其的研究還主要是在實驗室中進行。本文主要是研究基于1T1R機構(gòu)的RRAM器件在可靠性方面的問題,并且提出了一些改進器件一致性的方法。1T1R結(jié)構(gòu)中的T采用的是0.13 um標準工藝,由公司生產(chǎn),在此基礎(chǔ)上長不同材料的RRAM器件,以實現(xiàn)不同的性能。本論文的實驗主要是在Cu/Hf Ox/Pt結(jié)構(gòu)的RRAM器件上進行的,其中Cu電極是晶體管的漏端經(jīng)CMP工藝后形成的,決定了器件的面積,而功能層Hf Ox和上電極Pt則根據(jù)不同需求采用不同的工藝實現(xiàn)。在文章中,首先分析了1T1R結(jié)構(gòu)中引發(fā)RRAM可靠性問題的原因。RRAM器件是通過高低阻態(tài)實現(xiàn)信息的存儲,當高低阻態(tài)比較接近的時候,便有可能造成讀取錯誤;另一方面,同一器件或不同器件之間... 

【文章來源】：天津理工大學天津市

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 傳統(tǒng)非揮發(fā)性存儲器
    1.2 新型非揮發(fā)性存儲器
        1.2.1 分立電荷存儲器
        1.2.2 相變存儲器（PCM）
        1.2.3 鐵電存儲器（Fe RAM）
        1.2.4 磁阻存儲器（MRAM）
        1.2.5 阻變存儲器（RRAM）
    1.3 選題動機及研究內(nèi)容
        1.3.1 選題動機
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 阻變存儲器簡述
    2.1 RRAM材料體系簡述
        2.1.1 功能層材料簡介
        2.1.2 電極材料簡介
    2.2 阻變存儲器的轉(zhuǎn)變機理簡介
        2.2.1 離子遷移轉(zhuǎn)變機理
        2.2.2 電荷捕獲和釋放機制
        2.2.3 熱化學反應機制
    2.3 阻變存儲器的性能指標
        2.3.1 開關(guān)速度
        2.3.2 保持特性
        2.3.3 器件的疲勞特性
        2.3.4 均一性
        2.3.5 器件尺寸可縮小性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 常規(guī)測試下器件可靠性的研究
    3.1 器件的工藝制備
    3.2 器件測試環(huán)境的搭建
        3.2.1 單器件測試環(huán)境的搭建
        3.2.2 陣列測試平臺搭建
        3.2.3 脈沖測試平臺搭建
    3.3 柵極編程提高器件一致性的研究
        3.3.1 實驗方案設計
        3.3.2 實驗結(jié)果及其分析
    3.4 脈沖編程對器件可靠性的研究
        3.4.1 器件制備及其實驗方案制定
        3.4.2 實驗結(jié)果及其分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 阻變存儲器RTN的研究
    4.1 RTN簡介
    4.2 RTN測試系統(tǒng)搭建
        4.2.1 RTN硬件測試系統(tǒng)搭建
        4.2.2 RTN軟件測試系統(tǒng)搭建
    4.3 RTN在RRAM器件中的測試結(jié)果分析
        4.3.1 實驗方案設計
        4.3.2 實驗結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝



本文編號：3001214