隨著信息時代的來臨,面對日常生活中爆炸式增長的數(shù)據(jù),如何進(jìn)一步提高半導(dǎo)體存儲器的存儲性能,比如更高的存儲密度、更快的運(yùn)行速度、更低的器件功耗,更便宜的價格,這些成為了存儲器領(lǐng)域的核心問題。而在眾多新型的非易失性存儲器中,阻變式存儲器是一種有潛力將尺寸下降到10 nm以下,運(yùn)行速度達(dá)到亞納秒級別,功耗小于0.lpJ,具有超高耐久性的新型存儲器。另外,隨著二維材料研究的深入,人們嘗試?yán)枚S材料來制備阻變存儲器,直接利用二維材料或者其衍生材料作為工作層,充分利用二維材料的特性,器件性能得到了提升。因此,本論文主要制備并研究了基于ZnO薄膜的阻變存儲器。通過改變ZnO阻變存儲器的電極材料,電極尺寸,ZnO薄膜厚度等參數(shù),系統(tǒng)研究了這些因素對器件性能的影響,結(jié)果表明Ag（3 0nm）/ZnO（～90nm）/Pt器件具有最優(yōu)的存儲性能。根據(jù)不同制備參數(shù)下器件表現(xiàn)出的開關(guān)行為,探究了ZnO阻變存儲器的存儲機(jī)制,我們認(rèn)為Ag/ZnO/Pt器件中金屬導(dǎo)電通道機(jī)制和氧空位導(dǎo)電通道機(jī)制是共存的。本論文還制備并研究了基于多層黑磷薄膜的阻變存儲器。Ag/BP/Au器件set過程不明顯,reset電壓比較穩(wěn)定,... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．?３?（ａ）?—個單元ＦｅＲＡＭ的結(jié)構(gòu)示意圖［１４］，?（ｂ）?Ｓｉ摻雜的１０ｎｍ厚的Ｈｆ０２電滯??回線［１５］??

?第一章緒論??是一層薄的絕緣體，如圖１．４所示。我們可以通過調(diào)節(jié)外部磁場來控制這兩個鐵磁性??材料內(nèi)的磁化方向。如果兩個材料內(nèi)的磁化方向是平行的，則電子更容易隧穿過絕緣??層，如果兩個材料內(nèi)的磁化方向是反平行的，電子想要隧穿過絕緣層相對困難。所以，??我們可以通過調(diào)節(jié)外部磁場得到平行和反平行的磁化方向，從而使ＭＴＪ在高電阻狀??態(tài)和低電阻狀態(tài)之間切換，完成存儲器“０”，“１”狀態(tài)的寫入［４］。??Ｕｐｐｅｒ?ｃｏｎｔａｃｔ??Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ??Ｌｏｗｅｒ?ｃｏｎｔａｃｔ??Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ??圖１．４磁性隧道結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖［４］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ?ＭＴＪ［４】．??１．２．４相變存儲器（ＰＣＲＡＭ）??ＰＣＲＡＭ是基于一系列硫族化合物的一祌新型非易失性存儲器。這一系列硫族化??合物具有可以同時存在于兩個不同的相態(tài)的特性（如晶體和非晶體）。一個基??礎(chǔ)的ＰＣＲＡＭ單元的結(jié)構(gòu)是一種類似電容器的三明治結(jié)構(gòu)，由頂電極，硫族化合物半??導(dǎo)體薄膜和底電極組成，如圖１．５所示。其中最常用的硫族化合物材料是Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５??和Ｓｂ２Ｔｅ３。但為了提高器件的運(yùn)行速度和熱穩(wěn)定性，會對這些硫族化合物進(jìn)行氧或??者氮的摻雜。硫族化合物在晶體狀態(tài)下電阻很小

１．３．１結(jié)構(gòu)和開關(guān)特性??一個ＲＲＡＭ單元是一種三明治立體結(jié)構(gòu)，由金屬／絕緣體（或者半導(dǎo)體）／金屬構(gòu)??成，如圖１．６?（ａ）所示。這種簡單的結(jié)構(gòu)使得它可以很容易被集成在小規(guī)模的交叉陣??列上，而且如果通過將交叉陣列垂直堆疊成三維結(jié)構(gòu)，有望可以進(jìn)一步減小存儲器器??件的尺寸［２４］。??ＲＲＡＭ的內(nèi)在物理現(xiàn)象是器件電阻率的變化，也就是說，器件在外加電場下，可??以在高電阻狀態(tài)（ＨＲＳ，或者說是ＯＦＦ狀態(tài)）和低電阻狀態(tài)（ＬＲＳ，或者說是ＯＮ狀??態(tài)）下自由切換。器件由ＨＲＳ切換到ＬＲＳ的過程被稱為ｓｅｔ過程，其中ＨＲＳ切換到??ＬＲＳ的瞬間所對應(yīng)的電壓被稱為ｓｅｔ電壓（Ｖｓｅｔ）。同樣地，器件由ＬＲＳ切換到ＨＲＳ??的過程被稱為ｒｅｓｅｔ過程，ＬＲＳ切換到ＨＲＳ的瞬間所對應(yīng)的電壓稱為ｒｅｓｅｔ電壓（Ｖｒｅｓｅｔ）。??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]動態(tài)隨機(jī)存儲器器件研究進(jìn)展[J]. 吳俊,姚堯,盧細(xì)裙,王鵬飛.  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2016(10)
[2]鐵電存儲器工作原理和器件結(jié)構(gòu)[J]. 馬良.  電子與封裝. 2008(08)



本文編號：3208456