本文關(guān)鍵詞：基于氧化鈦基阻變存儲(chǔ)器耐受性的研究以及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 阻變存儲(chǔ)器 頂電極 耐受性 電子型阻變 離子型阻變

【摘要】：隨著科技的發(fā)展以及便攜式設(shè)備的普及,針對(duì)存儲(chǔ)器及其相關(guān)技術(shù)的研究正在以低功耗、高集成度和讀寫速度等作為目標(biāo)而快速發(fā)展。但是由于漏電流和尺寸之間存在著不可調(diào)和的矛盾,使得目前普遍使用的Flash存儲(chǔ)器工藝達(dá)到技術(shù)節(jié)點(diǎn)。在這種背景下,阻變存儲(chǔ)器作為新一代非揮發(fā)性存儲(chǔ)器脫穎而出,獲得大量研究者的關(guān)注。但其研究的時(shí)間較短,仍存在阻變機(jī)理不清楚,高、低阻態(tài)阻值一致性不好以及Endurance(耐受性)降級(jí)等問題。因此,本論文以Ti Ox材料體系為研究對(duì)象,利用反應(yīng)磁控濺射以及電子束蒸發(fā)等手段制備出Al、Cu、Ti N/Ti Ox/Pt結(jié)構(gòu),通過B1500A和溫控臺(tái)測(cè)試其電學(xué)特性,并進(jìn)行理論分析。首先,通過改變不同頂電極誘導(dǎo)出不同的阻變機(jī)理,Ti N、Cu頂電極誘導(dǎo)出細(xì)絲機(jī)制的阻變機(jī)理,Al電極誘導(dǎo)出SCLC的傳輸機(jī)理。并比較它們的Endurance,就高、低阻態(tài)的一致性為標(biāo)準(zhǔn),可以看出SCLC型阻變要優(yōu)于細(xì)絲機(jī)制型阻變,且Ti N頂電極結(jié)構(gòu)要優(yōu)于Cu頂電極結(jié)構(gòu),這可能和阻變過程中粒子移動(dòng)對(duì)器件的影響程度有關(guān)。在此其中,可以看出,不同的電極主要通過功函數(shù)和表面反應(yīng)形成不同的界面接觸,這些界面接觸通過對(duì)外界電子注入的不同阻礙作用,表現(xiàn)出不同的阻變機(jī)理,實(shí)現(xiàn)不同的阻變機(jī)理。其次,以上部分優(yōu)化的電子型阻變-Al頂電極結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,結(jié)合SCLC傳輸機(jī)理,以及I-V擬合,研究其Endurance降級(jí)(主要是高阻態(tài)減少)原因。可以得出,在阻變過程中,器件的陷阱被填充是導(dǎo)致Endurance降級(jí)的主要原因。之后,測(cè)試其高阻態(tài)減少倍率和Vset、Vreset之間的關(guān)系,可以看出,這些陷阱主要是以電子型的填充為主。據(jù)此,提出改變操作方式和電極的方式,對(duì)其Endurance進(jìn)行調(diào)節(jié)、優(yōu)化�？偠灾�,本文主要研究了不同頂電極材料對(duì)Ti Ox基阻變存儲(chǔ)器阻變機(jī)理的影響,并比較了不同機(jī)理下的Endurance情況,且對(duì)電子型阻變-Al結(jié)構(gòu)的Endurance降級(jí)進(jìn)行分析以及調(diào)節(jié),為了解頂電極和阻變機(jī)理的關(guān)系以及Endurance的優(yōu)化提供了經(jīng)驗(yàn)。還為Ti Ox基阻變存儲(chǔ)器的研究以及產(chǎn)業(yè)化,起到一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：阻變存儲(chǔ)器 頂電極 耐受性 電子型阻變 離子型阻變
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 存儲(chǔ)器發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 新型非揮發(fā)性存儲(chǔ)器10-11
• 1.2 阻變存儲(chǔ)器11-19
• 1.2.1 阻變存儲(chǔ)器的基本概念12-14
• 1.2.2 阻變存儲(chǔ)器的阻變機(jī)理14-19
• 1.2.3 TiO_x阻變存儲(chǔ)器的研究現(xiàn)狀19
• 1.3 論文選題意義及研究的內(nèi)容和方法19-21
• 第二章 阻變存儲(chǔ)器件的制備以及表征、測(cè)試21-27
• 2.1 阻變存儲(chǔ)器的制備21-23
• 2.1.1 電極的制備-濺射設(shè)備、電子束蒸發(fā)設(shè)備21-23
• 2.1.2 氧化鈦薄膜的制備-濺射設(shè)備23
• 2.2 薄膜及阻變器件的測(cè)試、表征設(shè)備23-27
• 2.2.1 四探針測(cè)試儀23-24
• 2.2.2 原子力顯微鏡24-25
• 2.2.3 XRD25
• 2.2.4 電學(xué)特性測(cè)試儀器25-27
• 第三章 不同頂電極對(duì)器件Endurance的影響27-40
• 3.1 阻變器件的制備階段27-30
• 3.1.1 TiO_x的制備和表征27-28
• 3.1.2 TiN電極的優(yōu)化28-30
• 3.2 不同頂電極對(duì)TiO_x阻變存儲(chǔ)器的影響30-38
• 3.2.1 Ti N/TiO_x/Pt器件的阻變特性31-34
• 3.2.2 Cu/TiO_x/Pt器件的阻變特性34-36
• 3.2.3 Al/TiO_x/Pt器件的阻變特性36-38
• 3.3 TiN、Cu、Al/TiO_x/Pt三種結(jié)構(gòu)Endurance的對(duì)比38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 RRAM器件耐受性失效機(jī)理分析及優(yōu)化40-47
• 4.1 Endurance的基本概念40-41
• 4.2 基于Al/TiO_x/Pt結(jié)構(gòu)Endurance失效機(jī)理分析41-43
• 4.3 ATP結(jié)構(gòu)Endurance的改良方法43-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 總結(jié)與展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 發(fā)表論文和科研情況說明52-53
• 致謝53-54

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：763344