ZnO忆阻器的全溶液法制备及性能研究
发布时间：2020-12-30 14:35
忆阻器因其独特的非线性电学性能而得到科学界和工业界的广泛关注。目前,忆阻器在材料选择、制备工艺、机理研究和功能模拟上都有了一定的研究进展。但是,在降低器件制备技术的经济成本方面,还有许多地方值得研究。本文就从降低制备成本的角度出发,采用全溶液法制备ZnO忆阻器,通过优化薄膜的制备工艺,制备出了具有良好循环稳定性、低功耗、自整流、自限流和不需要电形成过程的G（石墨烯）/ZnO/AZO（掺铝氧化锌）忆阻器,并研究了其阻变机理和透明特性。主要研究内容及结果如下:（1）实验中采用乙酸锌、硝酸铝、乙醇胺、硝酸和无水乙醇配制了AZO前驱体和H+掺杂的AZO前驱体。通过溶胶凝胶旋涂法制备AZO电极薄膜。对比不同的预处理条件,发现AZO薄膜在250℃烘烤5分钟的处理下得到的薄膜晶向的c轴择优取向最明显,结晶性最好,薄膜电阻率最低。在优化预处理条件之后,研究了一次退火温度和二次退火对AZO薄膜电阻率的影响,发现第一次在箱式炉中600℃退火1小时,再利用快速退火炉600℃退火40分钟,得到的AZO薄膜的电阻率降到了10-1Ω·cm;而后发现高温的一次性快速退火所...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四种新型存储器的器件结构
位导电细丝型忆阻器中，电极需要通过改变阻变层氧空位的浓度间接参与到器件的阻变行为中，这里需要用到 Pt[29]、Au[63]等惰性电极，和一个比较活泼的如 Al[64]、Ti[65]等金属电极，这些电极不容易被氧化，即便氧化了也难以被还原，所以不会形成金属导电细丝影响器件中氧空位的迁移；在界面势垒型忆阻器中，需要利用电极与阻变层形成一个势垒，通过界面处不同材料之间的肖特基接触势垒的变化，造成器件高低阻值的变化；还有电荷俘获释放型忆阻器，电极主要起到传导电流的作用，多是利用惰性电极。除了这些电极材料，还有一些常见氧化物电极，例如 In 掺杂 SnO2（ITO）[66]、F 掺杂 SnO2（FTO）[67]、Al 掺杂 ZnO（AZO）[68]、Ga 掺杂 ZnO（GZO）[69]等，这些电极还具有一定的透明性，可以应用于透明忆阻器的研究。1.2.2 忆阻器的机理探讨现如今，已经在很多材料中都能够观察到阻变现象，但是不同的材料体系中，器件的阻变机理各不相同。因此，科学界对忆阻器的阻变机制提出了多种模型，从阻变的物理机制出发，可以将忆阻器分为以下几类：
杭州电子科技大学硕士学位论文电极，接受电子后被还原为金属 Ag 原子进而不断累积连接到顶电极丝，这样的忆阻器又被称为 CBRAM(Conduction Bridge Random ory)，其结构和阻变机理简单，而且可以利用原位高分辨率透射电镜长和熔断进行观察，所以金属导电细丝型忆阻器吸引了大量研究者同时，CBRAM 还具有良好的电学性能，如很大的开关比（>106）、阻态、还可作为静态随机存储器(Static Random Access Memory，SR电压小、器件功耗小、稳定性好、与 CMOS 有较好的兼容性，尤其丝结构的 CBRAM，有望实现大面积集成以及实现在 1T2R(一个晶体阻器结构)电路的搭建。
【参考文献】：
期刊论文
[1]还原时间对AlO_x/WO_x RRAM开关速度的调制作用[J]. 徐娟,傅雅蓉,林殷茵. 半导体技术. 2017(09)
[2]CuO纳米线阻变存储器的组装及电阻开关特性[J]. 阳斌,唐海涛,杨钊,刘安,刘宏武. 固体电子学研究与进展. 2015(02)
博士论文
[1]纳米碳材料的制备及其薄膜透明导电和场发射性能的研究[D]. 钱敏.华东师范大学 2012
[2]Al掺杂ZnO透明导电薄膜的液相法制备及其光电性能研究[D]. 赵金博.山东大学 2011
本文编号：2947810
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四种新型存储器的器件结构
位导电细丝型忆阻器中，电极需要通过改变阻变层氧空位的浓度间接参与到器件的阻变行为中，这里需要用到 Pt[29]、Au[63]等惰性电极，和一个比较活泼的如 Al[64]、Ti[65]等金属电极，这些电极不容易被氧化，即便氧化了也难以被还原，所以不会形成金属导电细丝影响器件中氧空位的迁移；在界面势垒型忆阻器中，需要利用电极与阻变层形成一个势垒，通过界面处不同材料之间的肖特基接触势垒的变化，造成器件高低阻值的变化；还有电荷俘获释放型忆阻器，电极主要起到传导电流的作用，多是利用惰性电极。除了这些电极材料，还有一些常见氧化物电极，例如 In 掺杂 SnO2（ITO）[66]、F 掺杂 SnO2（FTO）[67]、Al 掺杂 ZnO（AZO）[68]、Ga 掺杂 ZnO（GZO）[69]等，这些电极还具有一定的透明性，可以应用于透明忆阻器的研究。1.2.2 忆阻器的机理探讨现如今，已经在很多材料中都能够观察到阻变现象，但是不同的材料体系中，器件的阻变机理各不相同。因此，科学界对忆阻器的阻变机制提出了多种模型，从阻变的物理机制出发，可以将忆阻器分为以下几类：
杭州电子科技大学硕士学位论文电极，接受电子后被还原为金属 Ag 原子进而不断累积连接到顶电极丝，这样的忆阻器又被称为 CBRAM(Conduction Bridge Random ory)，其结构和阻变机理简单，而且可以利用原位高分辨率透射电镜长和熔断进行观察，所以金属导电细丝型忆阻器吸引了大量研究者同时，CBRAM 还具有良好的电学性能，如很大的开关比（>106）、阻态、还可作为静态随机存储器(Static Random Access Memory，SR电压小、器件功耗小、稳定性好、与 CMOS 有较好的兼容性，尤其丝结构的 CBRAM，有望实现大面积集成以及实现在 1T2R(一个晶体阻器结构)电路的搭建。
【参考文献】：
期刊论文
[1]还原时间对AlO_x/WO_x RRAM开关速度的调制作用[J]. 徐娟,傅雅蓉,林殷茵. 半导体技术. 2017(09)
[2]CuO纳米线阻变存储器的组装及电阻开关特性[J]. 阳斌,唐海涛,杨钊,刘安,刘宏武. 固体电子学研究与进展. 2015(02)
博士论文
[1]纳米碳材料的制备及其薄膜透明导电和场发射性能的研究[D]. 钱敏.华东师范大学 2012
[2]Al掺杂ZnO透明导电薄膜的液相法制备及其光电性能研究[D]. 赵金博.山东大学 2011
本文编号：2947810
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2947810.html
