钛酸钡/镍酸钐异质结的阻变机理研究

发布时间：2025-01-01 03:09

　　如今,“大数据”,“云计算”,“人工智能”等关键词几乎已经成为当今科学技术发展的代名词。信息化、智能化已成为未来大势所趋。存储器作为信息的存储媒介,在集成电路中作用巨大。然而,未来需要存储的信息量越来越大,人们对器件的小型化要求却越来越高,这意味着集成电路的集成密度必须大幅度提高。然而传统的存储器工艺已经无法进一步使器件缩小,这意味着传统的存储方式已经跟不上未来科学技术发展的脚步,存储器的改良或改革已经势在必行。阻变随机存储器（Resistive RAMs,RRAMs）不仅可以满足技术发展产生的器件小型化需求,其良好的容错性,低功耗等优点都使其成为传统存储器的良好替代者。铁电RRAMs作为RRAMs中出色的一员,拥有良好的可靠性和保持性等性能,广受科研工作者们的热捧。为了更好地理解并研发铁电RRAMs,必须了解它们的RS（阻变）机理。然而铁电材料中的RS机制至今仍然存在争议。本文中,我们以钛酸钡（BaTiO₃）铁电薄膜为典型,对它的RS机制进行了系统研究。为了得到合适的底电极,我们首先对镍酸钐（SmNiO₃,SNO）进行了工艺优化,发现SNO的...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1(a)RRAMs单极性电阻转换方式

电极的三明治结构。在RRAMs中常见的电阻切换方式有单极性电阻切换和双极性电阻切换两种。在单极性电阻转变的切换模式中，Set和Reset进程需要的电压极性相同。如图1-1a所示，器件的初始态为LRS，对器件进行正压扫描，当正压增加到Reset电压时，器件变成HRS。继续增加电压....

图1-2多值存储原理图

基于上述原理，JubongPark等人通过改变Ir/TiOx/TiN结构中的Reset电压来调节Ir/TiOx界面处的氧空位浓度从而实现多值存储（图1-2）[23]。图1-2多值存储原理图。对于有些材料，界面处的电荷陷阱对器件电学特性的影响很大，以Au/Nb:STO(S....

图1-3Au/NSTO结LRS和HRS的I-V特性曲线以及电子俘获和释放的原理图

华东师范大学硕士学位论文带正电的陷阱。由于带正电荷的陷阱产生的附加电势，固有势垒和耗尽层宽度将会减小。因此，器件变成LRS。相反，当在Au上外加一个负电压，Au电极中的电子被界面陷阱捕获，界面处的肖特基势垒将重新恢复到初始状态，器件回到HRS[24]。

图1-4空间电荷限制电导的理想I-V曲线

华东师范大学硕士学位论文9823(1-5)a表示施加在器件两端的电压，指固体的电容率。在Mott-G惟一的未知数，这个关系式通常用来描述的是本征半导体中的使用Mott-Gurney定律来描述非晶半导体和含有缺陷或者非欧，这个公式应该谨慎使用。模型....

本文编号：4021967