隨著尺寸的不斷減小,傳統(tǒng)的非易失性存儲器已難以滿足更高密度的存儲要求,而且在操作電壓、功耗、可靠性、電路設(shè)計方面面臨著物理和技術(shù)上的瓶頸。于是人們提出了一些新的非易失性存儲器。在這之中,阻變存儲器由于其低功耗、高密度、高速度優(yōu)點而被認(rèn)為是最有可能成為下一代的非易失存儲器。雖然阻變存儲器的一些阻變機(jī)制已經(jīng)被大家熟知,但是還有很多細(xì)節(jié)值得討論,這將有利于阻變存儲器在未來的應(yīng)用。本文主要對兩種導(dǎo)電細(xì)絲類型的阻變存儲器進(jìn)行研究。首先利用COMSOL軟件對VCM型RRAM建模與仿真。該機(jī)制認(rèn)為阻變由在細(xì)絲里的氧空位的擴(kuò)散和漂移控制。建立的模型很好地解釋了SET和RESET特性,正確地描述了瞬時SET和逐漸RESET的過程,為對VCM機(jī)制提供了深入的理解。從結(jié)果中還可以發(fā)現(xiàn)溫度在阻變過程中起著很重要的作用。利用該模型,本文討論了互補(bǔ)電阻開關(guān)機(jī)制,為將來制作十字交叉型的RRAM陣列而避免串?dāng)_電流提供了一個方案。接著利用MATLAB軟件建立了ECM型RRAM的一維緊湊模型。仿真結(jié)果很好地證明了模型的有效性。同時記錄了離子電流、隧穿電流和隧穿間隙在整個過程的變化,發(fā)現(xiàn)細(xì)絲和電極間的隧穿作用對阻變的影響很... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 傳統(tǒng)的非易失性存儲器
    1.3 新型的非易失性存儲器
        1.3.1 鐵電存儲器
        1.3.2 磁阻存儲器
        1.3.3 相變存儲器
        1.3.4 阻變存儲器
    1.4 本文選題意義和內(nèi)容安排
2 阻變存儲器概述
    2.1 RRAM的發(fā)展
    2.2 RRAM的結(jié)構(gòu)
        2.2.1 平面堆棧結(jié)構(gòu)
        2.2.2 側(cè)壁一致堆棧結(jié)構(gòu)
        2.2.3 橫向結(jié)構(gòu)
    2.3 RRAM的材料
        2.3.1 絕緣氧化物
        2.3.2 半導(dǎo)體氧化物
        2.3.3 硫系化合物電解質(zhì)
        2.3.4 其他無機(jī)材料
        2.3.5 有機(jī)阻變材料
        2.3.6 電極材料
    2.4 RRAM的基本性質(zhì)和參數(shù)
        2.4.1 forming過程
        2.4.2 SET和RESET過程
        2.4.3 操作電壓
        2.4.4 存儲窗口值
        2.4.5 循環(huán)耐受性
        2.4.6 保持特性
        2.4.7 操作速度
    2.5 RRAM常見的阻變機(jī)制
        2.5.1 熱化學(xué)機(jī)制
        2.5.2 化學(xué)價變化機(jī)制
        2.5.3 金屬導(dǎo)電細(xì)絲機(jī)制
    2.6 RRAM的阻變行為分類
        2.6.1 雙極型
        2.6.2 單極型
        2.6.3 互補(bǔ)電阻開關(guān)型
    2.7 本章小結(jié)
3 VCM型RRAM的建模與仿真
    3.1 仿真的幾何模型
    3.2 模型的數(shù)學(xué)物理方程
    3.3 RESET過程仿真
    3.4 SET過程仿真
    3.5 互補(bǔ)電阻開關(guān)
    3.6 本章小結(jié)
4 ECM型RRAM的建模與仿真
    4.1 ECM單元的一維物理緊湊模型
    4.2 ECM單元阻變特性仿真
        4.2.1 I-V特性仿真
        4.2.2 電極半徑和電荷轉(zhuǎn)移系數(shù)對阻變特性的影響
    4.3 本章小結(jié)
x薄膜的憶阻器特性研究">5 基于HfO_x薄膜的憶阻器特性研究
    5.1 器件的制備
        5.1.1 磁控濺射
        5.1.2 溶膠-凝膠法
        5.1.3 等離子體氧化
    5.2 器件的I-V特性
    5.3 器件的循環(huán)耐受性
    5.4 SET限制電流對阻變特性的影響
    5.5 RESET掃描截止電壓對阻變特性的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖（ITRS）2013版綜述（1）[J]. 黃慶紅.  中國集成電路. 2014(09)



本文編號：3016758