氧化鋅薄膜的阻變性能研究.pdf

1、最終的非揮發(fā)性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器應(yīng)該具備的性能:高密度、低成本、快速讀取速度、低功耗、耐久性佳以及數(shù)據(jù)保持時(shí)間長(zhǎng)。目前,基于硅的Flash存儲(chǔ)器的高密度和低制造成本,使它成為當(dāng)今最流行的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。但保持性能低、讀取速度慢、寫(xiě)操作電壓高成為Flash的一個(gè)難點(diǎn)。此外,在不久將來(lái)尺寸問(wèn)題也將成為Flash需要解決的一個(gè)重大難題。為了克服非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的這些問(wèn)題,科學(xué)家們提出了一種新型存儲(chǔ)-阻變存儲(chǔ)器。通過(guò)外加電壓,可以使得這種存儲(chǔ)器件單元的電

2、阻能夠在高阻態(tài)與低阻態(tài)之間轉(zhuǎn)換。隨著對(duì)阻變存儲(chǔ)器的深入研究,發(fā)現(xiàn)它不僅能解決尺寸縮小上的問(wèn)題,并且RRAM的功耗非常小,同時(shí)在抗疲勞性能以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上亦表現(xiàn)得更加優(yōu)秀;并且對(duì)具有阻變性能材料的探討變得越來(lái)越廣泛,最早主要以Pr1-xCaxMnO3(PCMO)和鈣鈦礦材料為主,如今單元過(guò)渡性金屬氧化物由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及易制備等特點(diǎn),逐漸成為國(guó)內(nèi)外各個(gè)科研小組的主體研究材料。
　　本論文中主要是利用溶膠-凝膠(Sol-gel)法來(lái)制備

3、ZnO以及摻雜ZnO薄膜,以Pt/Ti/SiO2/Si和p-Si作為器件襯底。利用離子濺射法為薄膜樣品鍍制頂電極(頂電極材料:Pt和Ag),最后成功完成了具有三明治結(jié)構(gòu)(MIM)的阻變存儲(chǔ)器件的制備。本文中,通過(guò)改變頂電極材料,可以使得ZnO薄膜器件表現(xiàn)出了不同類(lèi)型的阻變性能;通過(guò)對(duì)ZnO薄膜進(jìn)行摻雜(Cu、V、La)的方法,發(fā)現(xiàn)不同摻雜的ZnO存儲(chǔ)器件在高阻態(tài)下的漏電流有明顯的區(qū)別,其中主要研究了摻La氧化鋅(ZnLaO)薄膜的阻變性

4、能,內(nèi)容包括:I-V測(cè)試、可重復(fù)性、數(shù)據(jù)保持性、以及基于不同襯底的阻變機(jī)制的分析。考慮到限制電流對(duì)于單雙極型阻變性能的影響,在不同大小限制電流作用下,發(fā)現(xiàn)隨著限制電流的增加,需要更大的關(guān)閉電流才能使得 ZnLaO薄膜器件的電阻從低阻切換到高阻態(tài)。最后還測(cè)試了不同薄膜厚度對(duì)阻變性能的影響。
　　盡管阻變存儲(chǔ)器擁有非常優(yōu)異的存儲(chǔ)性能,但其電阻轉(zhuǎn)換效應(yīng)的機(jī)制尚無(wú)明確定論,這樣嚴(yán)重影響了阻變存儲(chǔ)器在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用。本論文中試圖通過(guò)在不同襯