本文關(guān)鍵詞：基于二氧化鈦薄膜的阻變存儲器研究

  更多相關(guān)文章： 阻變存儲 二氧化鈦 離子遷移 氧化還原 導(dǎo)電細(xì)絲 非易失

【摘要】：近年來,非易失性阻變式隨機存儲器以其結(jié)構(gòu)簡單,讀寫速度快,功耗低,等優(yōu)點而受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注和研究。其被認(rèn)為具有替代閃存存儲器的潛力。目前,雖然在很多材料中都報道了阻變行為,但是存儲器的阻變機理尚不十分明確,存在很多爭論,因此探究器件的阻變的物理機制顯得尤為重要。本論文以二氧化鈦(TiO2)薄膜為阻變存儲器的轉(zhuǎn)換層,對基于金屬離子遷移和氧離子遷移的器件進行了一系列阻變機理研究。具體工作如下所述:1.制備了Ag/TiO2/Pt阻變存儲器件,該器件展現(xiàn)出雙極性的阻變特性。通過改變TiO2薄膜厚度,研究了膜厚對形成電壓的影響。采用控制掃描電壓速率的手段研究了其對器件的電學(xué)特性影響,進而闡述了導(dǎo)電細(xì)絲的形成斷裂機制。通過改變限制電流與關(guān)閉電壓,器件展現(xiàn)出不同阻態(tài)的多級存儲特性。2.針對Ag/TiO2/Pt需要較大形成電壓,阻變參數(shù)隨機性較大的缺點,我們設(shè)計了一種利用氮化鈦(TiN)熱退火制備TiO2薄膜的方法,利用退火過程中薄膜形成納米孔洞的特點,使器件在制備過程中已經(jīng)形成了很多導(dǎo)電細(xì)絲,因而該器件不需要形成過程。同時該器件展現(xiàn)出良好的阻變特性,在1V脈沖下可實現(xiàn)幾十納秒量級的擦寫速度。3.利用原子層沉積設(shè)備(ALD)制備了基于氧離子遷移的TiO2基阻變存儲器。分別研究了以Pt和Al作為頂電極的存儲器器件電學(xué)特性。通過研究發(fā)現(xiàn)金屬Al作為頂電極器件更容易實現(xiàn)穩(wěn)定的阻變開關(guān)現(xiàn)象。進一步研究認(rèn)為是由于形成器件中引入了AlOx層提高了器件運行的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：阻變存儲 二氧化鈦 離子遷移 氧化還原 導(dǎo)電細(xì)絲 非易失
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O484;TP333
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 引言7-8
• 第一章 緒論8-25
• 1.1 阻變存儲器概述8-9
• 1.2 基于金屬離子遷移的阻變存儲器簡介9-13
• 1.2.1 阻變原理概述9-10
• 1.2.2 導(dǎo)電細(xì)絲形成斷裂機理10-13
• 1.3 基于氧離子遷移的阻變存儲器簡介13-16
• 1.3.1 阻變工作原理概述14
• 1.3.2 導(dǎo)電細(xì)絲性質(zhì)研究14-16
• 1.4 阻變存儲器研究現(xiàn)狀16-21
• 1.5 基于二氧化鈦薄膜的阻變存儲器21-23
• 1.6 本論文的研究意義與內(nèi)容23-25
• 第二章 Ag/TiO_2/Pt存儲器阻變特性研究25-34
• 2.1 Ag/TiO_2/Pt器件制備及IV測試方法介紹25-26
• 2.1.1 TiO_2薄膜制備及表征25-26
• 2.1.2 Ag/TiO_2/Pt器件結(jié)構(gòu)及IV測試方法26
• 2.2 Ag/TiO_2/Pt器件IV特性測試26-31
• 2.2.1 Ag/TiO_2/Pt器件形成過程研究26-28
• 2.2.2 Ag/TiO_2/Pt器件的開啟過程28-29
• 2.2.3 Ag/TiO_2/Pt器件的關(guān)閉過程29-30
• 2.2.4 Ag/TiO_2/Pt器件的阻變參數(shù)30-31
• 2.3 Ag/TiO_2/Pt器件的多阻態(tài)存儲31-33
• 2.3.1 控制限制電流實現(xiàn)Ag/TiO_2/Pt器件多阻態(tài)存儲31-32
• 2.3.2 控制關(guān)閉電壓實現(xiàn)Ag/TiO_2/Pt器件多阻態(tài)存儲32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 氮化鈦熱退火制備阻變存儲器34-44
• 3.1 TiN熱氧化制備多孔TiO_2:N薄膜34-39
• 3.1.1 TiN熱退火薄膜X射線衍射34-35
• 3.1.2 TiN熱退火薄膜透射光譜35-36
• 3.1.3 TiN熱退火薄膜X射線光電子能譜36-37
• 3.1.4 TiN熱退火薄膜形貌37-39
• 3.2 TiN熱氧化制備多孔薄膜構(gòu)建的Ag/TiO_2:N/Pt器件阻變性質(zhì)39-42
• 3.2.1 Ag/TiO_2:N/Pt器件形成過程39-41
• 3.2.2 Ag/TiO_2:N/Pt器件阻變參數(shù)穩(wěn)定性41-42
• 3.2.3 Ag/TiO_2:N/Pt器件寫入/擦除速度42
• 3.3 本章小結(jié)42-44
• 第四章 基于氧離子遷移的TiO_2阻變存儲器電極影響44-50
• 4.1 基于氧離子遷移的TiO_2阻變器件制備44-45
• 4.2 Pt頂電極對器件阻變性質(zhì)影響45-47
• 4.3 Al頂電極對器件阻變性質(zhì)影響47-49
• 4.3.1 Al/TiO_2/ITO器件的電學(xué)特性47-48
• 4.3.2 Al/TiO_2/ITO器件阻變機理48-49
• 4.4 小結(jié)49-50
• 第五章 結(jié)論50-51
• 參考文獻51-58
• 致謝58

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3 ;[J];;年期

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1 重慶 葉兆利;檢修讀碟出錯機的教訓(xùn)[N];電子報;2004年

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1 姜丹丹;硅納米晶存儲器可靠性研究[D];安徽大學(xué);2012年

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9 郭姣姣;基于氧化鉿的阻變存儲器性能及機理的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

10 曾葉娟;分立電荷俘獲型存儲器模擬研究[D];安徽大學(xué);2012年

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本文編號：693528