用于電阻開關(guān)存儲器件的新型介質(zhì)薄膜和工藝的研究.pdf

1、隨著便攜式電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)硅基存儲器將無法滿足巨大的市場需求以及高密度低成本的要求,所以目前存儲器產(chǎn)業(yè)界和世界各地的研究小組掀起新一輪的新型存儲器的開發(fā)熱潮。基于鐵電、磁阻和相變材料的新型存儲器件相應(yīng)得到開發(fā)和利用,并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模市場化。但是復(fù)雜的制備工藝和高昂的成本仍然制約著這些新興技術(shù)的全面市場化進(jìn)程。為了制備具有低成本、工藝簡單、良好的存儲性能和可靠的通用存儲器,現(xiàn)在一種新型的基于電阻開關(guān)的存儲器件引起了廣泛的關(guān)注,

2、目前主要集中在兩元過渡金屬氧化物薄膜材料的研究上,由于其優(yōu)良的存借性能,被寄予為2013年之后新一代存儲器的強(qiáng)力競爭者。
　　 本文中,我們利用界面化學(xué)反應(yīng)法制備了三種可用于電阻開關(guān)存儲器的新型介質(zhì)薄膜,并對介質(zhì)薄膜進(jìn)行了初步研究,然后通過探索和優(yōu)化制備工藝來提高存儲器件的性能,得到了兩類具有良好的非易失性存儲器件。同時我們利用表征手段對薄膜的成分進(jìn)行了分析,提出了薄膜的成膜機(jī)理。并且利用電流擬合方法,深入分析了器件在電場作用的

3、開關(guān)機(jī)制。雖然此項(xiàng)技術(shù)仍然處于初步的探索階段,但是為制備低成本高性能的新型電阻開關(guān)存儲器開辟了新的思路。本文的具體內(nèi)容可概括為:
　　 1、研究了利用固固界面反應(yīng)制備的CuSCN的復(fù)合薄膜,利用各種表征手段分析了薄膜的組成,制備了基于該復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的M-S-M器件,發(fā)現(xiàn)該器件表現(xiàn)出良好的可寫可擦電雙穩(wěn)特性。并且對薄膜的成膜過程提出了合理反應(yīng)機(jī)制以及利用filament模型解釋了器件的開關(guān)機(jī)制。
　　 2、采用銅膜在(S

4、CN)2溶液中固液界面反應(yīng)的方法制備了基于二硫氰前體的功能介質(zhì)薄膜,排除了固固反應(yīng)中KOH有害雜質(zhì)的影響。通過優(yōu)化濃度和時間參數(shù),改善薄膜質(zhì)量,制備了高性能的電雙穩(wěn)存儲器件?；谠摶瘜W(xué)工藝法制備的復(fù)合薄膜器件,可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)400次無錯誤寫讀擦讀循環(huán),狀態(tài)比可達(dá)10000倍。
　　 3、利用界面反應(yīng)自組裝的方法制備了Cu-DMcT配位聚合物薄膜,發(fā)現(xiàn)該薄膜表現(xiàn)出優(yōu)良的一次寫入多次讀取的性能。通過優(yōu)化溶劑、濃度和浸泡時間參數(shù)組合,改