隨著基于電荷存儲(chǔ)的非易失性存儲(chǔ)器（NVM）,例如閃存（flash）,的尺寸縮減接近其物理極限,發(fā)展高性能、高密度、低成本的新型NVM成為了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器行業(yè)的研究焦點(diǎn)。阻變存儲(chǔ)器（RRAM）作為一種有前景的新型NVM,由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、擦寫速度快、功耗低、集成密度高和尺寸可縮小性好等優(yōu)點(diǎn)而備受科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。眾所周知,RRAM器件作為新型NVM的最大優(yōu)勢(shì)在于其具有良好的尺寸可縮小性,從而獲得更高密度的存儲(chǔ)器。但是,器件尺寸的不斷縮小依賴于微加工技術(shù)的不斷進(jìn)步,所需要付出的成本（代價(jià)）也越來越高（大）。因此,在RRAM中實(shí)現(xiàn)多級(jí)單元（MLC）存儲(chǔ)特性為提高器件的存儲(chǔ)密度提供了另外一條有效途徑。如果將RRAM器件中的導(dǎo)電細(xì)絲尺寸控制在原子尺度,那么就有可能觀察到一類奇特的現(xiàn)象——量子化電導(dǎo)現(xiàn)象。穩(wěn)定且可控的量子化電導(dǎo)在超高密度存儲(chǔ)器方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。此外,近年來研究發(fā)現(xiàn),電阻轉(zhuǎn)變效應(yīng)除了可以應(yīng)用于NVM之外,還可以在神經(jīng)形態(tài)學(xué)計(jì)算（特別是用來模擬生物突觸的相關(guān)功能）或邏輯電路等方面具有潛在的應(yīng)用和研究?jī)r(jià)值。因此,針對(duì)以上關(guān)于RRAM研究的核心問題或研究熱點(diǎn),本論文通過構(gòu)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器概述
        1.1.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類
        1.1.2 傳統(tǒng)存儲(chǔ)器面臨的尺寸縮減極限
        1.1.3 新型非易失性存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介
    1.2 阻變存儲(chǔ)器的研究進(jìn)展
        1.2.1 阻變存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程
        1.2.2 阻變存儲(chǔ)器的材料體系
        1.2.3 阻變存儲(chǔ)器的電阻轉(zhuǎn)變機(jī)理
        1.2.4 電阻轉(zhuǎn)變效應(yīng)的其他應(yīng)用
    1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 HfO_2/TiO_x雙層結(jié)構(gòu)阻變存儲(chǔ)器的底電極材料與性能優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 HfO_2/TiO_x材料制備及成分與價(jià)態(tài)分析
    2.3 底電極對(duì)HfO_2/TiO_x雙層結(jié)構(gòu)阻變存儲(chǔ)器的性能影響
        2.3.1 器件制備、結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)參數(shù)
        2.3.2 底電極對(duì)器件I-V特性的影響
        2.3.3 底電極對(duì)器件主要開關(guān)參數(shù)的影響
    2.4 不同類型底電極HfO_2/TiO_x雙層結(jié)構(gòu)阻變存儲(chǔ)器的電阻開關(guān)機(jī)制
        2.4.1 活性底電極HfO_2/TiO_x阻變存儲(chǔ)器的電阻開關(guān)機(jī)制
        2.4.2 惰性底電極HfO_2/TiO_x阻變存儲(chǔ)器的電阻開關(guān)機(jī)制
        2.4.3 親氧底電極HfO_2/TiO_x阻變存儲(chǔ)器的電阻開關(guān)機(jī)制
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3三層結(jié)構(gòu)阻變存儲(chǔ)器多級(jí)存儲(chǔ)與初始開關(guān)動(dòng)力學(xué)研究
    3.1 引言
    3.2 Ti/Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3/Pt器件制備與結(jié)構(gòu)表征
    3.3 Al_2O_3層在Ti/Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3/Pt器件中的作用
    3.4 Ti/Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3/Pt器件的電阻開關(guān)和導(dǎo)電機(jī)制
    3.5 Ti/Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3/Pt器件的多級(jí)存儲(chǔ)與初始開關(guān)動(dòng)力學(xué)特性
        3.5.1 多級(jí)存儲(chǔ)特性
        3.5.2 初始開關(guān)動(dòng)力學(xué)特性
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 HfO_x/Al_2O_3多層結(jié)構(gòu)阻變存儲(chǔ)器導(dǎo)電量子化及負(fù)微分電導(dǎo)振蕩特性
    4.1 引言
    4.2 HfO_x/Al_2O_3多層結(jié)構(gòu)薄膜的制備及器件結(jié)構(gòu)表征
    4.3 HfO_x/Al_2O_3多層結(jié)構(gòu)器件的阻變存儲(chǔ)特性
        4.3.0 電阻開關(guān)特性
        4.3.1 循環(huán)和保持特性
        4.3.2 多級(jí)存儲(chǔ)特性
    4.4 HfO_x/Al_2O_3多層結(jié)構(gòu)阻變存儲(chǔ)器的導(dǎo)電量子化現(xiàn)象
        4.4.1 直流掃描模式下器件的量子化電導(dǎo)
        4.4.2 脈沖鏈操作模式下器件的量子化電導(dǎo)
    4.5 HfO_x/Al_2O_3多層結(jié)構(gòu)阻變存儲(chǔ)器的負(fù)微分電導(dǎo)振蕩特性
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 Ti/HfO_2/TiO_x/Pt器件電阻轉(zhuǎn)變效應(yīng)在電子突觸方面的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 Ti/HfO_2/TiO_x/Pt器件的結(jié)構(gòu)表征
    5.3 Ti/HfO_2/TiO_x/Pt器件的阻變存儲(chǔ)特性
        5.3.1 電阻開關(guān)特性
        5.3.2 循環(huán)和保持特性
        5.3.3 多級(jí)存儲(chǔ)特性
    5.4 Ti/HfO_2/TiO_x/Pt器件的電導(dǎo)連續(xù)調(diào)節(jié)
        5.4.1 直流掃描模式下的電導(dǎo)連續(xù)調(diào)節(jié)
        5.4.2 脈沖鏈操作模式下的電導(dǎo)連續(xù)調(diào)節(jié)
    5.5 Ti/HO_2/TiO_x/Pt器件在電子突觸方面的應(yīng)用
        5.5.1 突觸增強(qiáng)和抑制的模擬
        5.5.2 短時(shí)可塑性和長(zhǎng)時(shí)可塑性的模擬
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本論文工作總結(jié)
    6.2 未來工作展望
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3657876