伴隨物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)字信息的爆炸性增長(zhǎng),急需研究用于數(shù)據(jù)處理的快速且可擴(kuò)展的新型存儲(chǔ)與計(jì)算技術(shù)。在新興的存儲(chǔ)技術(shù)中,基于電阻切換(RS)現(xiàn)象的阻變存儲(chǔ)器(RRAM),由于其簡(jiǎn)單的金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)、低功耗、長(zhǎng)循環(huán)壽命、長(zhǎng)保持性、低制造成本、超快開(kāi)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(duì)不同材料的RRAM進(jìn)行了廣泛的研究來(lái)解釋所觀察到的電阻變化現(xiàn)象,但RRAM的電阻開(kāi)關(guān)機(jī)制一直存在爭(zhēng)議,如導(dǎo)電細(xì)絲(CFs)在其形成、微觀結(jié)構(gòu)、組成和斷裂等關(guān)鍵問(wèn)題上。同時(shí),RRAM雖然有著許多優(yōu)勢(shì),但要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還面臨許多必須克服的問(wèn)題,包括較高的形成電壓、較差的開(kāi)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(jī)制(ECM)/原子開(kāi)關(guān)、價(jià)態(tài)變化機(jī)制(VCM)、和熱化學(xué)機(jī)制(TCM)等。本論文針對(duì)開(kāi)關(guān)參數(shù)的一致性差問(wèn)題,從調(diào)控導(dǎo)電細(xì)絲形成位置、斷裂位置及程度、導(dǎo)電細(xì)絲數(shù)量三個(gè)方面入手,對(duì)影響原子開(kāi)關(guān)基RRAM器件參數(shù)一致性的作用機(jī)制進(jìn)行研究,所開(kāi)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(yáng)極金屬離子濃度與離子擴(kuò)散系數(shù)決定著器件開(kāi)關(guān)電...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(chǔ)器簡(jiǎn)介
        1.2.1 磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器
        1.2.2 相變存儲(chǔ)器
        1.2.3 鐵電存儲(chǔ)器
        1.2.4 阻變存儲(chǔ)器
    1.3 介質(zhì)材料概述
        1.3.1 無(wú)機(jī)材料
        1.3.2 有機(jī)材料
    1.4 RRAM的機(jī)制
        1.4.1 電化學(xué)金屬化機(jī)制/原子開(kāi)關(guān)
        1.4.2 價(jià)態(tài)變化機(jī)制
        1.4.3 熱化學(xué)機(jī)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?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 器件制備、表征和性能測(cè)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(kāi)關(guān)性能測(cè)試
    參考文獻(xiàn)
第三章 高能重離子輻照優(yōu)化開(kāi)關(guān)電壓
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(kāi)關(guān)模型
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 SiO₂/Ta₂O₅基RRAM的高可靠性和物理機(jī)制
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 實(shí)驗(yàn)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(kāi)關(guān)模型
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 SPE基 RRAM一致性參數(shù)改善
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(kāi)關(guān)模型
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
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(hào)：3785120