本文關鍵詞：Si薄膜和BFO薄膜阻變存儲特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在過去的幾十年中,隨著對便攜式移動電子設備日益增長的需求,非易失性存儲器已被廣泛研究。以Flash存儲器為代表的傳統(tǒng)非易失性存儲器,面臨著許多技術挑戰(zhàn)和一些物理限制,如高編程電壓,低耐疲勞性,低寫入速度,隧穿氧化物的比例限制等問題。為了克服這些問題,許多新型非易失性存儲器已經(jīng)出現(xiàn)。其中阻變隨機存取存儲器(RRAM),因為其結構簡單,運行速度快,保持時間長,功耗低,引起人們的廣泛關注。在本論文中,主要有以下幾方面:采用射頻等離子增強化學氣相沉積技術在Pt襯底上沉積了氫化納米硅(nc-Si:H)薄膜,并制備了Ag/nc-Si:H/Pt結構的器件。由XRD,拉曼光譜,傅里葉變換紅外光譜和高分辨透射電子顯微鏡對nc-Si:H薄膜的微觀結構進行表征,結果顯示有納米晶鑲嵌在非晶基質中。通過測試器件的I-V曲線,討論了nc-Si:H薄膜的阻變存儲特性及機制。該結構的存儲器件呈現(xiàn)出穩(wěn)定的三阻態(tài)。高阻態(tài)(HRS)和中間態(tài)(IRS)的溫度依賴性都顯示出半導體行為,而低阻態(tài)(LRS)的溫度依賴性表現(xiàn)出金屬特性。I-V曲線的擬合結果表明,HRS,IRS和LRS的導電機制分別為空間電荷限制電流(SCLC),隧穿和歐姆特性。并認為表現(xiàn)出的IRS是由Si納米晶和其附近的離散Ag細絲造成的,表現(xiàn)出LRS是因為完整的Ag細絲的存在。離散Ag納米顆粒之間的Si納米晶有助于IRS時的電流傳輸。采用射頻磁控濺射技術制備了以BFO薄膜為介質層的Ag/BFO/Pt結構的阻變存儲器件,討論低限流下該器件的開關特性。結果表明:在低至0.5μA的小限制電流下,該Ag/BFO/Pt結構的器件具較好的I-V曲線,有較低的開關電壓,有較大的開關電阻比,比值超過20,具有較好的抗疲勞性,有效開關次數(shù)達100多次以上,有較好的保持特性,經(jīng)過1.8×104s以后,器件高、低阻態(tài)的電阻值無明顯變化。簡單分析了該Ag/BFO/Pt存儲器件的阻變開關機制,主要歸因于Ag導電細絲的形成與斷開。采用射頻磁控共濺射技術生長了摻Ag的BFO薄膜,制備了Ag/BFO/Ag-BFO/BFO/Pt結構的阻變存儲器件,討論該器件的開關特性。結果表明,該Ag/BFO/Ag-BFO/BFO/Pt結構的器件具有明顯的開關效應和較好的I-V重復性,開關電壓比較集中,有比值超過10的開關電阻比,具有較好的抗疲勞性,有效開關次數(shù)達110多次以上,有較好的保持特性,經(jīng)過近104s后,器件高、低阻態(tài)的電阻值無明顯變化。采用射頻磁控濺射沉積了不同氧氣和氬氣氣氛下的BFO薄膜,制備了Ti/BFO/Pt結構的阻變存儲器件,討論該器件的開關特性和氧空位的作用。結果表明,氬氣下生長的Ti/BFO/Pt結構的器件比氬氣和氧氣下的具有明顯較好的I-V特性,較好的抗疲勞性,氬氣下的有效開關次數(shù)達500次,有較好的保持特性,經(jīng)過近3.6×104s后,器件高、低阻態(tài)的電阻值無明顯變化。這些結果表明氧空位在器件中起到重要作用。
【關鍵詞】：阻變存儲器 阻變 機制 nc-Si:H薄膜 BFO薄膜
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP333;TB383.2
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• abstract7-11
• 第1章 引言11-24
• 1.1 半導體存儲器與阻變存儲器概述11-16
• 1.1.1 半導體存儲器概述11-12
• 1.1.2 阻變存儲器概述12-16
• 1.2 基于硅薄膜的阻變存儲器16-20
• 1.2.1 硅薄膜概述16-17
• 1.2.2 基于硅薄膜的阻變存儲器研究概述17-20
• 1.3 基于鈣鈦礦氧化物的阻變存儲器20-22
• 1.3.1 鐵酸鉍概述20
• 1.3.2 基于鈣鈦礦氧化物的阻變存儲器20-22
• 1.4 論文的研究內(nèi)容22-24
• 第2章 基于氫化納米硅薄膜的阻變特性24-34
• 2.1 實驗方法和過程24-26
• 2.1.1 薄膜制備的方法24-25
• 2.1.2 實驗過程25-26
• 2.2 結果與討論26-33
• 2.2.1 nc-Si:H薄膜的微觀結構26-28
• 2.2.2 nc-Si:H薄膜的阻變特性28-30
• 2.2.3 nc-Si:H薄膜的傳導機制30-33
• 2.3 結論33-34
• 第3章 基于鐵酸鉍薄膜的小限流下的阻變開關特性34-41
• 3.1 實驗方法和過程34-35
• 3.1.1 實驗方法34-35
• 3.1.2 實驗過程35
• 3.2 結果與討論35-39
• 3.2.1 小限流下BFO薄膜的阻變特性35-39
• 3.2.2 BFO薄膜的阻變機制39
• 3.3 結論39-41
• 第4章 基于摻Ag鐵酸鉍薄膜的阻變開關特性41-47
• 4.1 實驗過程41-42
• 4.2 摻Ag BFO薄膜的阻變特性42-45
• 4.3 結論45-47
• 第5章 不同氧和氬比下鐵酸鉍薄膜的阻變開關特性47-51
• 5.1 實驗過程47
• 5.2 不同氧和氬比下BFO薄膜的阻變特性47-50
• 5.3 結論50-51
• 結論與展望51-53
• 參考文獻53-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文59

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關鍵詞：Si薄膜和BFO薄膜阻變存儲特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：477810