基于Bi2O3薄膜的ReRAM及其電阻開(kāi)關(guān)特性研究.pdf

1、如今，存儲(chǔ)器已經(jīng)非常廣泛地應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，并在我們的工作和生活中扮演著越來(lái)越重要的角色。隨著電子技術(shù)與集成電路的飛速發(fā)展，對(duì)存儲(chǔ)器的性能也提出了更高的要求，如高速度、高密度、長(zhǎng)壽命、低功耗、非揮發(fā)性和更小的尺寸等。但當(dāng)前主流的非揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)--基于電荷存儲(chǔ)機(jī)制的Flash存儲(chǔ)器隨工藝技術(shù)的發(fā)展遇到嚴(yán)重的技術(shù)瓶頸，非揮發(fā)性存儲(chǔ)器無(wú)法滿足信息技術(shù)迅速發(fā)展要求的超高密度和更高速存儲(chǔ)的要求。因此，人們開(kāi)始研究新的非揮發(fā)性隨機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)。目

2、前正在研究的兼具Flash存儲(chǔ)器的非揮發(fā)性和RAM存儲(chǔ)器高速度優(yōu)點(diǎn)的存儲(chǔ)器包括鐵電存儲(chǔ)器(FeRAM)、磁存儲(chǔ)器(MRAM)、相變存儲(chǔ)器(PCRAM)和電阻式存儲(chǔ)器(ReRAM)等。其中，基于薄膜材料的可逆電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，因其具有簡(jiǎn)單的器件結(jié)構(gòu)、較高的存儲(chǔ)密度、低壓低功耗操作、高速擦寫、較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)保持時(shí)間和極佳的尺寸縮小性等優(yōu)勢(shì)，并且其制備工藝與傳統(tǒng)的CMOS工藝兼容，被認(rèn)為是下一代通用新型存儲(chǔ)器的最有力競(jìng)爭(zhēng)者之一。

3、
　　氧化鉍(Bi2O3)是一種重要的氧化物半導(dǎo)體材料，顯現(xiàn)出很多吸引人的特性，越來(lái)越多的被人們所關(guān)注。近年來(lái)Bi2O3薄膜材料在應(yīng)用方面吸引了人們極大地興趣，分別已被應(yīng)用在電子功能材料、電解質(zhì)材料、光電材料、醫(yī)用復(fù)合材料、高溫超導(dǎo)材料、催化劑等方面。本文將討論氧化鉍的一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域，即新型非揮發(fā)性存儲(chǔ)器ReRAM方面的應(yīng)用，主要探討B(tài)i2O3薄膜的電阻開(kāi)關(guān)特性進(jìn)行及工藝參數(shù)對(duì)其性能的影響。
　　此次實(shí)驗(yàn)中我們先采用射頻磁

4、控濺射法在n型重?fù)焦枭铣练e一層Bi2O3薄膜，在使用熱蒸發(fā)法在Bi2O3薄膜上鍍上Au電極，最終制得了Au/Bi2O3/n+Si三明治結(jié)構(gòu)的樣品器件。通過(guò)UV-VIS光譜儀、X射線衍射儀(XRD)、Ⅰ-Ⅴ測(cè)試儀等測(cè)試方法對(duì)Bi2O3薄膜的生長(zhǎng)狀況以及它的電阻開(kāi)關(guān)特性進(jìn)行研究，并討論不同的制備條件對(duì)器件的性能影響。
　　研究表明：由射頻磁控濺射法制備的Bi2O3薄膜具有單極性電阻開(kāi)關(guān)特性，其初始化(forming)電壓和設(shè)置(set