伴隨物聯(lián)網(wǎng)時代數(shù)字信息的爆炸性增長,急需研究用于數(shù)據(jù)處理的快速且可擴展的新型存儲與計算技術(shù)。在新興的存儲技術(shù)中,基于電阻切換(RS)現(xiàn)象的阻變存儲器(RRAM),由于其簡單的金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)、低功耗、長循環(huán)壽命、長保持性、低制造成本、超快開關(guān)速度和CMOS兼容性而備受關(guān)注。到目前為止,雖然人們對不同材料的RRAM進行了廣泛的研究來解釋所觀察到的電阻變化現(xiàn)象,但RRAM的電阻開關(guān)機制一直存在爭議,如導(dǎo)電細絲(CFs)在其形成、微觀結(jié)構(gòu)、組成和斷裂等關(guān)鍵問題上。同時,RRAM雖然有著許多優(yōu)勢,但要實現(xiàn)商業(yè)化還面臨許多必須克服的問題,包括較高的形成電壓、較差的開關(guān)參數(shù)一致性等。離子基RRAM基于其工作原理不同,可分為電化學(xué)金屬化機制(ECM)/原子開關(guān)、價態(tài)變化機制(VCM)、和熱化學(xué)機制(TCM)等。本論文針對開關(guān)參數(shù)的一致性差問題,從調(diào)控導(dǎo)電細絲形成位置、斷裂位置及程度、導(dǎo)電細絲數(shù)量三個方面入手,對影響原子開關(guān)基RRAM器件參數(shù)一致性的作用機制進行研究,所開展的主要工作和所獲得的主要結(jié)果有:(1)控制CFs的位置:固態(tài)電解質(zhì)中陽極金屬離子濃度與離子擴散系數(shù)決定著器件開關(guān)電...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 幾種非易失性存儲器簡介
        1.2.1 磁性隨機存儲器
        1.2.2 相變存儲器
        1.2.3 鐵電存儲器
        1.2.4 阻變存儲器
    1.3 介質(zhì)材料概述
        1.3.1 無機材料
        1.3.2 有機材料
    1.4 RRAM的機制
        1.4.1 電化學(xué)金屬化機制/原子開關(guān)
        1.4.2 價態(tài)變化機制
        1.4.3 熱化學(xué)機制
    1.5 參數(shù)均勻性和穩(wěn)定性相關(guān)研究
    1.6 本論文選題思路及研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 器件制備、表征和性能測試方法
    2.1 薄膜制備設(shè)備
        2.1.1 電子束蒸發(fā)
        2.1.2 磁控濺射
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 拉曼光譜
        2.2.2 X射線衍射
        2.2.3 X射線光電子能譜
        2.2.4 掃描電子顯微鏡
        2.2.5 透射電子顯微鏡
    2.3 開關(guān)性能測試
    參考文獻
第三章 高能重離子輻照優(yōu)化開關(guān)電壓
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 Cu/Ta₂O₅/Pt器件的制備和高能重離子輻照劑量
    3.3 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析
        3.3.1 低劑量高能重離子影響
        3.3.2 高劑量高能重離子影響
        3.3.3 高能重離子輻照后開關(guān)模型
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 SiO₂/Ta₂O₅基RRAM的高可靠性和物理機制
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
    4.3 實驗結(jié)果及分析
        4.3.0 SiO₂/Ta₂O₅結(jié)構(gòu)分析
        4.3.1 Ag/SiO₂/Ta₂O₅/Pt器件參數(shù)分析
        4.3.2 Ag/SiO₂/Ta₂O₅/Pt器件與其他器件參數(shù)比較
        4.3.3 TEM觀察CFs形態(tài)
        4.3.4 Ag/SiO₂/Ta₂O₅/Pt器件開關(guān)模型
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 SPE基 RRAM一致性參數(shù)改善
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 平面器件制備
        5.2.2 cross-bar結(jié)構(gòu)器件制備
    5.3 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析
        5.3.1 單層PVP和 PVA器件性能
        5.3.2 PVP和PVA中CFs觀察
        5.3.3 Ag/PVA/PVP/Pt雙層器件性能
        5.3.4 PVA和 PVP薄膜熱學(xué)性能
        5.3.5 SPE器件開關(guān)模型
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
在校期間研究成果
致謝



本文編號：3785120