基于氧化鈦基阻變存儲(chǔ)器耐受性的研究以及優(yōu)化.pdf

1、隨著科技的發(fā)展以及便攜式設(shè)備的普及，針對(duì)存儲(chǔ)器及其相關(guān)技術(shù)的研究正在以低功耗、高集成度和讀寫速度等作為目標(biāo)而快速發(fā)展。但是由于漏電流和尺寸之間存在著不可調(diào)和的矛盾，使得目前普遍使用的Flash存儲(chǔ)器工藝達(dá)到技術(shù)節(jié)點(diǎn)。在這種背景下，阻變存儲(chǔ)器作為新一代非揮發(fā)性存儲(chǔ)器脫穎而出，獲得大量研究者的關(guān)注。但其研究的時(shí)間較短，仍存在阻變機(jī)理不清楚，高、低阻態(tài)阻值一致性不好以及 Endurance（耐受性）降級(jí)等問(wèn)題。
　　因此，本論文以 Ti

2、Ox材料體系為研究對(duì)象，利用反應(yīng)磁控濺射以及電子束蒸發(fā)等手段制備出Al、Cu、TiN/TiOx/Pt結(jié)構(gòu)，通過(guò)B1500A和溫控臺(tái)測(cè)試其電學(xué)特性，并進(jìn)行理論分析。
　　首先，通過(guò)改變不同頂電極誘導(dǎo)出不同的阻變機(jī)理，TiN、Cu頂電極誘導(dǎo)出細(xì)絲機(jī)制的阻變機(jī)理，Al電極誘導(dǎo)出SCLC的傳輸機(jī)理。并比較它們的Endurance，就高、低阻態(tài)的一致性為標(biāo)準(zhǔn)，可以看出SCLC型阻變要優(yōu)于細(xì)絲機(jī)制型阻變，且TiN頂電極結(jié)構(gòu)要優(yōu)于Cu頂電極結(jié)構(gòu)

3、，這可能和阻變過(guò)程中粒子移動(dòng)對(duì)器件的影響程度有關(guān)。
　　在此其中，可以看出，不同的電極主要通過(guò)功函數(shù)和表面反應(yīng)形成不同的界面接觸，這些界面接觸通過(guò)對(duì)外界電子注入的不同阻礙作用，表現(xiàn)出不同的阻變機(jī)理，實(shí)現(xiàn)不同的阻變機(jī)理。
　　其次，以上部分優(yōu)化的電子型阻變-Al頂電極結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，結(jié)合SCLC傳輸機(jī)理，以及I-V擬合，研究其Endurance降級(jí)（主要是高阻態(tài)減少）原因。可以得出，在阻變過(guò)程中，器件的陷阱被填充是導(dǎo)致Endu

4、rance降級(jí)的主要原因。之后，測(cè)試其高阻態(tài)減少倍率和Vset、Vreset之間的關(guān)系，可以看出，這些陷阱主要是以電子型的填充為主。據(jù)此，提出改變操作方式和電極的方式，對(duì)其Endurance進(jìn)行調(diào)節(jié)、優(yōu)化。
　　總而言之，本文主要研究了不同頂電極材料對(duì)TiOx基阻變存儲(chǔ)器阻變機(jī)理的影響，并比較了不同機(jī)理下的Endurance情況，且對(duì)電子型阻變-Al結(jié)構(gòu)的Endurance降級(jí)進(jìn)行分析以及調(diào)節(jié)，為了解頂電極和阻變機(jī)理的關(guān)系以及En