阻变存储器操作方法的研究

发布时间：2017-11-24 04:14

  本文关键词：阻变存储器操作方法的研究

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【摘要】：阻变存储器(RRAM,Resistive Random Access Memory)具有结构简单,速度快,低功耗,良好的可扩展性,较低的编程电流,并与标准半导体CMOS工艺兼容,成为未来高密度非易失性存储器(NVM)最有希望的候选者之一。目前,RRAM在实际运用前仍存在许多亟待解决的问题,如阻变机理不够清晰,阻变参数均一性差等,这些问题在很大程度上阻碍了RRAM的实际应用。近年来,研究者们已经提出了一系列方法来提高RRAM的存储性能,如通过掺杂提高阻变参数均一性。然而详细和系统的研究直流操作和脉冲操作对基于氧化物的RRAM器件性能的影响很少。本论文主要针对上述挑战,试图通过综合器件的特性来阐明编程操作或擦除操作对阻变性能的影响,同时通过在实验和操作方法上的创新来探讨可能的解决方案。本论文以阻变存储器操作方法作为着手点,围绕着在阻变存储器操作方法方面的创新和仪器功能模块的改善等两方面展开研究,具体工作主要包括:(1)提出了一种新型的脉冲操作的方法提高RRAM的性能。在对Ti/Hf O2/Pt结构的RRAM器件进行直流操作过程中发现,正向电流扫描可实现可控的SET操作,负向电压扫描可实现可控的RESET操作。基于上述现象,我们提出一种新型的脉冲操作方法:在编程过程中可自动调节脉冲宽度;而擦除过程中可自动调节脉冲高度。不同于传统的单脉冲操作中编程脉冲和擦除脉冲的宽度和高度都保持不变,我们提出的脉冲宽度或高度可自动调节的操作方法可精确控制编程或擦除过程。同时,通过这种操作,RRAM器件的均匀性和耐久性也有了明显的提高。(2)改善了电学测试仪器的功能模块。首先,设计了一种RRAM器件的脉冲测试电路,通过改进电路使加载到RRAM器件的电压更稳定,减小了寄生电容,解决了测试过程RRAM器件上的电压波动较大,测试参数不准的问题。其次,提出了一种对RRAM存储器脉冲参数进行测试的方法,可自动获取编程速度、擦除速度随电压幅度变化规律。最后,通过控制测试过程RRAM器件上的编程脉冲宽度,避免硬击穿,提高RRAM耐久性。上述研究内容和结果对于阻变存储器的优化及其应用具有重要意义。
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1220964