隨著傳統(tǒng)CMOS器件的性能指標(biāo)正在接近其物理極限,一方面,通過進(jìn)一步縮小器件特征尺寸以增加傳統(tǒng)半導(dǎo)體存儲器,例如閃存的存儲容量的方法將受到限制,另一方面,隨著閃存特征尺寸的縮小,柵氧化層的厚度和浮柵的尺寸也將縮小,導(dǎo)致出現(xiàn)諸如電介質(zhì)擊穿和存儲的電荷數(shù)量過少以至于不能區(qū)分所存儲的信息等一系列問題。而且,隨著人們對信息存儲器性能的要求越來越高,閃存較長的開關(guān)時間（?s量級）和較少的可擦寫次數(shù)（10⁶量級）已經(jīng)不能滿足人們的需求。因此,在過去的幾十年里,人們提出了幾類存儲機(jī)制各異的新型非易失性器件,如相變存儲器、磁存儲器、鐵電存儲器和阻變存儲器等。其中,阻變存儲器因結(jié)構(gòu)簡單和易于三維集成等優(yōu)點受到了廣泛的關(guān)注。阻變存儲器的存儲介質(zhì)所涵蓋的材料范圍十分廣泛,包括各類無機(jī)物和有機(jī)物,其中碳基材料因構(gòu)成簡單、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和具有生物兼容性等優(yōu)點引起了人們極大的研究興趣。但是,對于陽離子基阻變存儲器,濺射制備的純碳材料低的電阻率以及一般情況下碳基阻變存儲器較差的高溫保持特性,阻礙了這類器件的發(fā)展。對于陰離子基阻變存儲器,碳基材料的阻變機(jī)制依然不清楚。另外,研究阻變存儲器的失效機(jī)制... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

閃存的（a）結(jié)構(gòu)示意圖和（b）工作原理圖

閃存的基本工作原理是基于浮柵對于電子電荷的俘獲與釋放。如圖 浮柵從溝道中俘獲電子以后，將產(chǎn)生相應(yīng)的電場，造成柵極的閾值電壓）較大，將其記為邏輯“1”；當(dāng)這些俘獲電子從浮柵逃逸后，柵極壓變小，將其記為邏輯“0”。通過浮柵對電子可逆的俘獲與釋放，柵電壓隨之可逆地在較小值與較大值之間變化，且該閾值電壓不會在掉電變化，故閃存具有非易失性存儲二進(jìn)制信息的能力[8]。隨著 CMOS 工藝接近其物理極限，依靠進(jìn)一步縮小閃存的特征尺寸來密度的途徑受阻，而且，器件尺寸的不斷縮小，要求閃存的柵氧化層的柵的尺寸亦隨之縮小，會導(dǎo)致諸如電介質(zhì)擊穿等一系列問題。為了突破儲密度上限，如 1.1 節(jié)所述，人們提出了幾種基于不同工作原理的新型存儲器，包括相變存儲器、磁存儲器、鐵電存儲器和阻變存儲器等。新型非易失性存儲器1 鐵電存儲器（Ferroelectric RAM, FRAM）

碩士學(xué)位論文 氧化非晶碳基阻變儲存器的機(jī)理和胞內(nèi)的某個原子可以位于上、下兩個位置，而且該原子可以在在。假設(shè)該原子的初始位置在下，當(dāng)有合適的外電場施加于鐵該原子會從下面的位置躍遷至上面的位置。這時，鐵電材料具和極化強度，極化方向可記為向上；當(dāng)與上述方向相反的合適存儲器兩端時，該原子將從上面的位置躍遷回下面的位置。此具有一定的極化方向和極化強度，將這時的極化方向記為向下變化下，鐵電材料的極化方向也將在向上和向下之間可逆地轉(zhuǎn)向向上記為“0”，向下記為“1”，則鐵電存儲器具有非易失功能。存儲器（Magnetoresistive RAM, MRAM）

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]氧化還原類阻變存儲器的機(jī)理探討和性能調(diào)控及邏輯應(yīng)用[D]. 高雙.清華大學(xué) 2016

碩士論文
[1]納米結(jié)構(gòu)硅、鍺材料的制備及其儲鋰性能研究[D]. 白帥.蘭州大學(xué) 2017



本文編號：3263079