氧化锌忆阻器制备及其性能研究

发布时间：2017-09-24 03:46

  本文关键词：氧化锌忆阻器制备及其性能研究

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【摘要】：忆阻器是一种非线性无源动态器件,它具有集成度高,擦写速度快,读写电压低,功耗低,CMOS兼容等优势。关于忆阻器的研究已经持续了很多年,但由于各种原因,一直未能走向产业化。目前,已经有很多种材料都被验证具有阻变特性,但受限于纳米尺度器件物理表征的匮乏,其微观机理机理一直难有一个准确的解释。相比较于其他材料体,二元金属氧化物的研究比较成熟而且这种材料本身成分简单,易于生产,在未来极具可能应用于RRAM的功能层。氧化锌作为二元金属氧化物材料体系中的一种,不仅具有良好的阻变性能,而且由于材料本身丰富的物理特性,在发展高频、高功率、高温、抗辐射器件上也颇具前景。开展对氧化锌忆阻器的工艺制备及其忆阻机理的研究对忆阻器走向大规模生产具有重要的意义。本文利用磁控溅射镀膜方法分别制备了三层结构和标准的8×8的交叉开关矩阵的氧化锌忆阻器,其中上下电极的厚度分别为500nm、480nm,功能层的厚度为50nm,同时利用Keithley-4200-SCS对器件进行了VI?测试,发现通过改变限制电流可以使器件从跳变的导电丝机制向渐变的均匀导电机制转化;通过对数据整理和曲线的拟合分析,本文从微观角度对器件的阻变现象进行了解释。然后制备了i/Al/ZnOT(490nm/60nm/520nm)和l/Al/ZnOA(540nm/80nm/510nm)的器件,以期待进行一步提高氧化锌忆阻器的阻变特性,然后利用Keithley-4200-SCS对器件进行VI?测试,并结合曲线拟合的方法对其微观机理进行分析。最后对器件的重复性和保持特性特性进行测试,并且得到了较好的性能。通过对实验数据的分析,可以观测到l/Al/ZnOA器件的Set,Reset电压均较小,功耗低,onoffR/R的比值大,重复性好,保持特性强,并且非常有成为RRAM器件的潜力。
【关键词】：忆阻器 氧化锌 导电机理 阻变式存储器 开关特性
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM505
【目录】：

• 摘要4-5
• ABATRACT5-8
• 1 绪论8-21
• 1.1 引言8-9
• 1.2 忆阻器简介9-10
• 1.3 忆阻器的研究进展10-16
• 1.4 氧化锌忆阻器及其研究进展16-20
• 1.5 论文的研究意义及主要研究内容20-21
• 2 氧化锌忆阻器的工艺制备与测试21-31
• 2.1 氧化锌忆阻器的工艺制备21-26
• 2.2 氧化锌忆阻器的测试26-31
• 3 氧化锌忆阻器的忆阻特性研究31-47
• 3.1 氧化锌忆阻器的电学特性31-35
• 3.2 氧化锌忆阻器阻变性能分析35-40
• 3.3 氧化锌忆阻器的耐受力和保持特性40-42
• 3.4 不同电极对氧化锌忆阻器的影响42-47
• 4 总结与展望47-50
• 4.1 工作总结47-49
• 4.2 工作展望49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-55

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本文编号：909195