Metal/SiN_x忆阻薄膜材料制备及性能研究
发布时间：2020-12-05 23:34
由于a-Si、a-SiOx、a-SiNx和a-SiOxNy等非晶硅基薄膜材料在较宽的光谱范围内具有不等的折射率和消光系数,因而,分别对这些薄膜材料进行研究,对于用这些薄膜构建不同的多层薄膜体系,有效调控膜系之间的折射率等,并将其应用到硅基忆阻器的研制和应用中,具有十分重要的意义。本文采用磁控共溅射方法制备非化学计量比非晶氮化硅薄膜a-SiNx和金属掺杂的非晶氮化硅薄膜a-SiNx:Ag（Cu）;借助多种材料表征手段,对比研究在不同N/Si比、不同金属掺杂以及不同掺杂浓度下,两类非晶氮化硅薄膜微结构与光电性能的演变规律;结合光刻和磁控溅射工艺,构建以a-SiNx为忆阻介质材料的不同忆阻器结构,研究基于a-SiNx介质薄膜忆阻器的电学开关性能。取得的初步研究成果如下:（1）随着含N量的增加,薄膜中Si-N键数目增多,非晶网络结构短程有序度和中程有序度降低且薄膜内部缺陷增加。在可见光波段,随着含N量的增加,a-SiN<...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 忆阻器及其应用简况
1.2.1 忆阻器的分类
1.2.2 忆阻器应用简况
1.3 硅基忆阻介质薄膜研究简况
1.3.1 非晶硅薄膜
1.3.2 非晶氮化硅薄膜
1.4 本文的主要工作
1.4.1 选题意义
1.4.2 研究内容
第二章 薄膜制备及性能表征方法
2.1 薄膜制备
2.1.1 混气装置
2.1.2 磁控溅射沉积装置及工作原理
2.1.3 薄膜制备过程
2.2 薄膜性能表征方法
2.2.1 椭圆偏振测试
2.2.2 X射线衍射分析
2.2.3 傅里叶红外光谱法
2.2.4 激光拉曼光谱法
2.2.5 反射率及透射率测试
2.2.6 电阻率测试
2.3 本章小结
第三章 非晶氮化硅薄膜结构与性能研究
3.1 引言
x薄膜结构的影响"> 3.2 氮含量对a-SiNx薄膜结构的影响
3.2.1 FTIR结果及分析
3.2.2 Raman结果及分析
x薄膜光学性能的影响"> 3.3 氮含量对a-SiNx薄膜光学性能的影响
3.3.1 折射率及消光系数研究
3.3.2 透射率及吸收率研究
3.4 本章小结
第四章 金属掺杂非晶氮化硅薄膜结构与光电性能研究
4.1 引言
x薄膜结构及光电性能影响"> 4.2 银掺杂对a-SiNx薄膜结构及光电性能影响
4.2.1 结构性能研究
4.2.2 光学性能研究
4.2.3 电学性能研究
x薄膜结构及光电性能影响"> 4.3 铜掺杂对a-SiNx薄膜结构及光电性能影响
4.3.1 XRD结果及分析
4.3.2 折射率及消光系数研究
4.3.3 透射率及吸收率研究
4.3.4 电学性能研究
4.4 本章小结
第五章 非晶氮化硅忆阻器电学开关性能初步研究
5.1 引言
5.2 忆阻器工作原理
5.3 非晶氮化硅忆阻器设计与制备
5.3.1 结构及版图设计
5.3.2 器件制备
5.4 忆阻器电学开关特性
x/Al"> 5.4.1 Ag/a-SiNx/Al
x/ITO"> 5.4.2 Ag/a-SiNx/ITO
x/ITO"> 5.4.3 Cu/a-SiNx/ITO
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
攻读硕士学位期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型金黄色富硅氮化硅阳光控制膜的制备及性能[J]. 贾绍辉,张家震,张淮凌,杨田林. 硅酸盐学报. 2016(04)
[2]忆阻器及其阻变机理研究进展[J]. 刘东青,程海峰,朱玄,王楠楠,张朝阳. 物理学报. 2014(18)
[3]激光光刻技术的研究与发展[J]. 邓常猛,耿永友,吴谊群. 红外与激光工程. 2012(05)
[4]玻璃衬底沉积氮化硅薄膜性能研究[J]. 张广英,吴爱民,秦福文,姜辛. 哈尔滨工程大学学报. 2009(11)
[5]基于I-V特性的阻变存储器的阻变机制研究[J]. 李颖弢,刘明,龙世兵,刘琦,张森,王艳,左青云,王琴,胡媛,刘肃. 微纳电子技术. 2009(03)
[6]X射线衍射原理及在材料分析中的应用[J]. 李霞,滕晓云. 物理通报. 2008(09)
[7]拉曼光谱的发展及应用[J]. 田国辉,陈亚杰,冯清茂. 化学工程师. 2008(01)
[8]氮化硅薄膜制备方法现状综述[J]. 王志刚,张伟儒,李伶,王重海. 现代技术陶瓷. 2007(02)
[9]磁控溅射技术新进展及应用[J]. 张继成,吴卫东,许华,唐晓红. 材料导报. 2004(04)
[10]测量薄膜厚度及其折射率的光学方法[J]. 黄佐华,何振江. 现代科学仪器. 2003(04)
博士论文
[1]含硅量子点SiN_x薄膜特性及其在太阳电池中的应用[D]. 姜礼华.华中科技大学 2012
[2]微波ECR磁控溅射制备超薄a-SiNx薄膜及其特性研究[D]. 丁万昱.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]纳米硅/氮化硅薄膜微结构特性研究[D]. 齐文皓.河北大学 2009
[2]PECVD沉积的氮化硅薄膜热处理性质研究[D]. 姚日英.浙江大学 2006
本文编号：2900287
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 忆阻器及其应用简况
1.2.1 忆阻器的分类
1.2.2 忆阻器应用简况
1.3 硅基忆阻介质薄膜研究简况
1.3.1 非晶硅薄膜
1.3.2 非晶氮化硅薄膜
1.4 本文的主要工作
1.4.1 选题意义
1.4.2 研究内容
第二章 薄膜制备及性能表征方法
2.1 薄膜制备
2.1.1 混气装置
2.1.2 磁控溅射沉积装置及工作原理
2.1.3 薄膜制备过程
2.2 薄膜性能表征方法
2.2.1 椭圆偏振测试
2.2.2 X射线衍射分析
2.2.3 傅里叶红外光谱法
2.2.4 激光拉曼光谱法
2.2.5 反射率及透射率测试
2.2.6 电阻率测试
2.3 本章小结
第三章 非晶氮化硅薄膜结构与性能研究
3.1 引言
x薄膜结构的影响"> 3.2 氮含量对a-SiNx薄膜结构的影响
3.2.1 FTIR结果及分析
3.2.2 Raman结果及分析
x薄膜光学性能的影响"> 3.3 氮含量对a-SiNx薄膜光学性能的影响
3.3.1 折射率及消光系数研究
3.3.2 透射率及吸收率研究
3.4 本章小结
第四章 金属掺杂非晶氮化硅薄膜结构与光电性能研究
4.1 引言
x薄膜结构及光电性能影响"> 4.2 银掺杂对a-SiNx薄膜结构及光电性能影响
4.2.1 结构性能研究
4.2.2 光学性能研究
4.2.3 电学性能研究
x薄膜结构及光电性能影响"> 4.3 铜掺杂对a-SiNx薄膜结构及光电性能影响
4.3.1 XRD结果及分析
4.3.2 折射率及消光系数研究
4.3.3 透射率及吸收率研究
4.3.4 电学性能研究
4.4 本章小结
第五章 非晶氮化硅忆阻器电学开关性能初步研究
5.1 引言
5.2 忆阻器工作原理
5.3 非晶氮化硅忆阻器设计与制备
5.3.1 结构及版图设计
5.3.2 器件制备
5.4 忆阻器电学开关特性
x/Al"> 5.4.1 Ag/a-SiNx/Al
x/ITO"> 5.4.2 Ag/a-SiNx/ITO
x/ITO"> 5.4.3 Cu/a-SiNx/ITO
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
攻读硕士学位期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型金黄色富硅氮化硅阳光控制膜的制备及性能[J]. 贾绍辉,张家震,张淮凌,杨田林. 硅酸盐学报. 2016(04)
[2]忆阻器及其阻变机理研究进展[J]. 刘东青,程海峰,朱玄,王楠楠,张朝阳. 物理学报. 2014(18)
[3]激光光刻技术的研究与发展[J]. 邓常猛,耿永友,吴谊群. 红外与激光工程. 2012(05)
[4]玻璃衬底沉积氮化硅薄膜性能研究[J]. 张广英,吴爱民,秦福文,姜辛. 哈尔滨工程大学学报. 2009(11)
[5]基于I-V特性的阻变存储器的阻变机制研究[J]. 李颖弢,刘明,龙世兵,刘琦,张森,王艳,左青云,王琴,胡媛,刘肃. 微纳电子技术. 2009(03)
[6]X射线衍射原理及在材料分析中的应用[J]. 李霞,滕晓云. 物理通报. 2008(09)
[7]拉曼光谱的发展及应用[J]. 田国辉,陈亚杰,冯清茂. 化学工程师. 2008(01)
[8]氮化硅薄膜制备方法现状综述[J]. 王志刚,张伟儒,李伶,王重海. 现代技术陶瓷. 2007(02)
[9]磁控溅射技术新进展及应用[J]. 张继成,吴卫东,许华,唐晓红. 材料导报. 2004(04)
[10]测量薄膜厚度及其折射率的光学方法[J]. 黄佐华,何振江. 现代科学仪器. 2003(04)
博士论文
[1]含硅量子点SiN_x薄膜特性及其在太阳电池中的应用[D]. 姜礼华.华中科技大学 2012
[2]微波ECR磁控溅射制备超薄a-SiNx薄膜及其特性研究[D]. 丁万昱.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]纳米硅/氮化硅薄膜微结构特性研究[D]. 齐文皓.河北大学 2009
[2]PECVD沉积的氮化硅薄膜热处理性质研究[D]. 姚日英.浙江大学 2006
本文编号：2900287
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