鈦基阻變存儲器的阻變特性及其機理探究.pdf

1、現(xiàn)代信息技術遵循摩爾定律日新月異的高速發(fā)展中，對高密度、低功耗、高存取速度的追求使傳統(tǒng)的FLASH存儲器尺寸已逐漸接近其能縮小的物理極限，新一代非揮發(fā)性存儲器中相變存儲器（PRAM）、阻變存儲器（RRAM）、鐵電存儲器（FRAM）以及磁變存儲器（MRAM）在此背景下引起了廣泛研究，其中阻變存儲器以功耗低、材料多樣性高、讀取速度快等優(yōu)點成為了最有潛力的新型非揮發(fā)性存儲器，然而到目前為止阻變機理仍未完全解釋清楚。
　　在此背景之下，本

2、論文設計了 ITO/TiOx/Pt結構阻變存儲器。通過優(yōu)化氧分壓、薄膜厚度、靶基距三個沉積工藝參數(shù)，探究其對器件電學性能的影響，優(yōu)化出了具有5000次循環(huán)以上、窗口保持性超過104秒的阻變器件，同時在優(yōu)化過程中得到了能夠發(fā)生突變型、緩變型兩種不同阻變行為的樣品結構，并提出該結構器件中兩種阻變機制共存的猜想。
　　隨后，針對樣品能發(fā)生兩種阻變行為這一現(xiàn)象進行機理分析。首先通過X射線電子能譜（XPS）分析阻變層中鈦元素的價態(tài)分布，表明

3、了優(yōu)化工藝下的 TiOx薄膜有能夠實現(xiàn)兩種阻變的價態(tài)成分；繪制logI~logV曲線擬合器件傳輸機制，發(fā)現(xiàn)緩變型阻變的set、reset過程均符合空間電荷限制電流（SCLC）機制，突變型的reset與set則分別同SCLC及歐姆機制相符；通過溫度測試及計算活化能的方式從陷阱深度的角度解釋兩種阻變的發(fā)生，進一步利用光照實驗直觀說明陷阱的存在，從而證明了該結構中電子型阻變的存在，驗證了該結構兩種阻變共存的猜想。
　　本論文構建了 IT