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在过去的几十年中,随着对便携式移动电子设备日益增长的需求,非易失性存储器已被广泛研究。以Flash存储器为代表的传统非易失性存储器,面临着许多技术挑战和一些物理限制,如高编程电压,低耐疲劳性,低写入速度,隧穿氧化物的比例限制等问题。为了克服这些问题,许多新型非易失性存储器已经出现。其中阻变随机存取存储器(RRAM),因为其结构简单,运行速度快,保持时间长,功耗低,引起人们的广泛关注。在本论文中,主要有以下几方面:采用射频等离子增强化学气相沉积技术在Pt衬底上沉积了氢化纳米硅(nc-Si:H)薄膜,并制备了Ag/nc-Si:H/Pt结构的器件。由XRD,拉曼光谱,傅里叶变换红外光谱和高分辨透射电子显微镜对nc-Si:H薄膜的微观结构进行表征,结果显示有纳米晶镶嵌在非晶基质中。通过测试器件的I-V曲线,讨论了nc-Si:H薄膜的阻变存储特性及机制。该结构的存储器件呈现出稳定的三阻态。高阻态(HRS)和中间态(IRS)的温度依赖性都显示出半导体行为,而低阻态(LRS)的温度依赖性表现出金属特性。I-V曲线的拟合结果表明,HRS,IRS和LRS的导电机制分别为空间电荷限制电流(SCLC),隧穿和欧姆特性。并认为表现出的IRS是由Si纳米晶和其附近的离散Ag细丝造成的,表现出LRS是因为完整的Ag细丝的存在。离散Ag纳米颗粒之间的Si纳米晶有助于IRS时的电流传输。采用射频磁控溅射技术制备了以BFO薄膜为介质层的Ag/BFO/Pt结构的阻变存储器件,讨论低限流下该器件的开关特性。结果表明:在低至0.5μA的小限制电流下,该Ag/BFO/Pt结构的器件具较好的I-V曲线,有较低的开关电压,有较大的开关电阻比,比值超过20,具有较好的抗疲劳性,有效开关次数达100多次以上,有较好的保持特性,经过1.8×104s以后,器件高、低阻态的电阻值无明显变化。简单分析了该Ag/BFO/Pt存储器件的阻变开关机制,主要归因于Ag导电细丝的形成与断开。采用射频磁控共溅射技术生长了掺Ag的BFO薄膜,制备了Ag/BFO/Ag-BFO/BFO/Pt结构的阻变存储器件,讨论该器件的开关特性。结果表明,该Ag/BFO/Ag-BFO/BFO/Pt结构的器件具有明显的开关效应和较好的I-V重复性,开关电压比较集中,有比值超过10的开关电阻比,具有较好的抗疲劳性,有效开关次数达110多次以上,有较好的保持特性,经过近104s后,器件高、低阻态的电阻值无明显变化。采用射频磁控溅射沉积了不同氧气和氩气气氛下的BFO薄膜,制备了Ti/BFO/Pt结构的阻变存储器件,讨论该器件的开关特性和氧空位的作用。结果表明,氩气下生长的Ti/BFO/Pt结构的器件比氩气和氧气下的具有明显较好的I-V特性,较好的抗疲劳性,氩气下的有效开关次数达500次,有较好的保持特性,经过近3.6×104s后,器件高、低阻态的电阻值无明显变化。这些结果表明氧空位在器件中起到重要作用。