阻變隨機(jī)存儲器被認(rèn)為是下一代最具有潛力的非易失性存儲器。與其他的非易失性存儲器如磁阻隨機(jī)存儲器、鐵電隨機(jī)存儲器、相變存儲器相比較,其簡單的金屬-氧化物-金屬結(jié)構(gòu),低成本并且與主流半導(dǎo)體工藝兼容,超快的讀寫速度(ns),較低的工作電壓(3 V),可高密度集成,使得阻變隨機(jī)存儲器成為當(dāng)前存儲器領(lǐng)域研究的熱門話題。阻變隨機(jī)存儲器在可編程門陣列(FPGA)中有著很好的應(yīng)用潛力,傳統(tǒng)的FPGA電路中存儲器大多是靜態(tài)隨機(jī)存儲器和閃存,占據(jù)了芯片的大部分面積。特別是在可重構(gòu)的可編程陣列(rFPGA)中,例如4*4的rFPGA中的一個SRAM加一個晶體管組成的連接單元結(jié)構(gòu)共需要112個晶體管,阻變存儲器只需要8-16個晶體管就能實(shí)現(xiàn)相同的功能,并且能獲得更加快速低功耗的操作。特別是應(yīng)用超大存儲窗口的阻變隨機(jī)存儲器時,超大的開關(guān)態(tài)比值更易于外圍電路讀取。另外在FPGA電路中,超大存儲窗口阻變隨機(jī)存儲器可以驅(qū)動更多的單元。阻變隨機(jī)存儲器在其研究與發(fā)展工程中仍然面臨器件機(jī)制不清楚、性能待提高、系統(tǒng)集成應(yīng)用等問題。本論文基于氧空位的產(chǎn)生復(fù)合引起導(dǎo)電通道通斷的物理機(jī)制,首次提出A1203/Hf02/Ni0x結(jié)構(gòu)...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 存儲器簡介
        1.1.1 易失性存儲器
        1.1.2 非易失性存儲器
    1.2 阻變隨機(jī)存儲器簡介及工作原理
        1.2.1 阻變隨機(jī)存儲器簡介
        1.2.2 阻變隨機(jī)存儲器的工作原理
    1.3 阻變隨機(jī)存儲器制備
    1.4 阻變隨機(jī)存儲器的應(yīng)用與面臨的挑戰(zhàn)
    1.5 本論文的工作意義、目的和內(nèi)容
第二章 阻變隨機(jī)存儲器的制備工藝和性能表征
    2.1 阻變隨機(jī)存儲器的制備工藝
        2.1.1 光刻工藝
        2.1.2 等離子刻蝕工藝
        2.1.3 真空蒸鍍
        2.1.4 原子層沉積
        2.1.5 化學(xué)氣相沉積
        2.1.6 硅片清洗工藝
    2.2 薄膜材料表征
        2.2.1 橢圓偏振光測量
        2.2.2 X射線光電子能譜
    2.3 阻變隨機(jī)存儲器的性能表征
        2.3.1 存儲窗口
        2.3.2 操作電壓電流
        2.3.3 耐久特性
        2.3.4 保持特性
        2.3.5 擦寫速度
    2.4 工藝的優(yōu)化
    2.5 本章小結(jié)
第三章 超大窗口阻變隨機(jī)存儲器的制備與結(jié)果分析
    3.1 實(shí)驗(yàn)方案
    3.2 超大窗口阻變隨機(jī)存儲器工藝制備
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 樣品的材料表征
        3.3.2 電學(xué)特性結(jié)果討論
    3.4 器件特性機(jī)理分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 超大存儲窗口阻變隨機(jī)存儲器的集成與應(yīng)用技術(shù)探討
    4.1 阻變隨機(jī)存儲器模型
    4.2 阻變隨機(jī)存儲器件的有源集成
    4.3 阻變隨機(jī)存儲器件的布爾運(yùn)算
    4.4 阻變存儲器在rFPGA電路中應(yīng)用
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果
致謝



本文編號：3781669