TiO2基阻变存储器的研究

摘要

非易失性存储器将会对下一代电子产品起决定性作用。然而基于flash的非易失存储器即将到达物理极限，性能难以进一步提高,因此下一代非易失性存储器的研究和开发具有重要的意义。所以研究下一代非易失性存储器是一件非常紧迫的事。在众多的下一代非易失性存储器中，阻变存储器由于高效率，高速，功耗低等优点成为最有前景的候选者之一。近年来，随着研究的不断深入，阻变存储器的性能得到了较大的提高，然而还有很多问题有待解决。本文将对基于TiO2的阻变存储器的制备工艺及阻变机制进行研究。
　　阻变存储器通常由顶部电极、阻变层和底部电极三部分组成，本文初始使用AZO作为底部电极。电极特性对阻变存储器的性能有很大的影响，因此本文对AZO薄膜的制备工艺进行了优化。通过改变压强、溅射功率和Ar/O2的比例，来获得制备AZO薄膜的最佳工艺参数。在本文的实验条件下，最佳的溅射工艺条件为：溅射功率为70w，溅射压强为2Pa，氧分压为零。
　　其次，研究了氧含量对Cu/TiO2/AZO器件阻变性能的影响。不同氧流量条件下（2sccm，4sccm，6sccm，8sccm）制备TiO2薄膜，随着氧流量的增加，器件的阻变特性越来越差。分析了器件Cu/TiO2/AZO在1mA和5mA限制电流下阻变性能失效的原因，其次发现了当限制电流过高会使得器件电极被烧坏。研究了不同活性电极Cu、Ag、W、Al、Mo做为顶部电极时，器件阻变性能差异性。
　　最后，本文研究了Cu/Co:TiO2/FTO基于两种模式下的多值存储，即限制电流和控制stop电压。基于对界面类的双极型和导电细丝的单极型的思考，我们发现器件W/Co:TiO2/FTO可以实现三个阻值任意转变。这一特性可以提高器件的性能。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章绪论

1.1引言

1.2 Flash存储器

1.3新型非易失存储器

1.4 阻变的研究进展

1.5 选题意义和主要内容

第二章器件制备及测量

2.1薄膜制备技术

2.2材料表征及测量方法

2.3 本章小结

第三章AZO薄膜制备

3.1 AZO薄膜制备流程

3.2 溅射压强对AZO薄膜的性质的影响

3.3 溅射功率对AZO薄膜的性质的影响

3.4 氧气氛围对AZO薄膜性质的影响

3.5 本章小结

第四章电极和氧含量对TiO2器件阻变特性的影响

4.1 Cu/TiO2/AZO器件制备过程

4.2 不同氧流量下TiO2薄膜下样品xrd图

4.3 器件Cu/TiO2/AZO器件的阻变特性

4.4 Cu/TiO2/W器件阻变特性

4.5 Ag/TiO2/W器件阻变特性

4.6 （W、Al、Mo）/TiO2/W器件的阻变特性

4.7 本章小结

第五章Co:TiO2多值的研究

5.1 TiO2器件制备

5.2 Cu/Co:TiO2/FTO器件阻变特性

5.3 W/Co:TiO2/FTO器件阻变特性

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

硕士期间发表论文