铁电薄膜器件中陷阱的表征分析和作用机制研究

发布时间：2020-12-05 04:43

　　阻变存储器（RRAM）因具有低功耗、高密度、结构简单且易与CMOS工艺兼容等特点成为了下一代最具潜力的非挥发性存储器之一。阻变存储器的阻变（RS）机理主要分为两大类,一类通过导电细丝的形成与熔断完成器件阻值转变;另一类则通过调节金属/薄膜界面势垒高度形成阻变。无论哪种阻变机制,缺陷与陷阱在其中均扮演着重要的角色。通过改善薄膜内的陷阱状态,我们可以得到性能更优,可靠性更好的阻变存储器。存储器使用过程中缺陷的产生、移动等问题同样影响着器件性能,缩短了器件使用寿命。为了实现阻变存储器工业化、产业化生产,研究学者们针对阻变存储器中陷阱的作用机制展开了广泛的研究,对器件内陷阱的表征分析进行了深入的探索。本文主要针对铁电阻变存储器中的缺陷陷阱进行研究。通过对器件中的陷阱进行原位表征分析,探究阻变过程中陷阱的作用机制,理解器件铁电阻变机理。通过对存储器可靠性参数分析,理解缺陷与陷阱的变化对存储器性能的影响,提出改善器件性能的方案,为实现阻变存储器的商业化应用打下基础。具体研究内容如下:（1）实验样品为Au/BiFeO₃/SrRuO₃三明治结构基本阻变存储单... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

BFO样品结构剖面图

北京工业大学工学硕这些自由载流子电荷会在不影响陷阱填充状漂移运动，产生可以反映陷阱状态变化的瞬部分是测量薄膜器件由电子跃迁产生的瞬态时间常数进行分析表征。2.2.2 铁电薄膜陷阱能级测量方法为了测量铁电薄膜的陷阱能级，我们首每次测量之前，为了确保测量结果的准确性压，以清空薄膜内陷阱中的载流子电荷，使

1 10 100ime (s)(a)36 7.51/kBT (（21-50℃）的瞬态电流曲线，（b）根据阿仑尼数进行激活能拟合ent transients for temperatures from 21 to 50 ℃. (c)ime constant extracted from the current transient法验证电流法测量陷阱能级的正确性，我们 current, TSC)实验探测了薄膜内陷阱的激活了一个 15V 的电压，使陷阱被载流子电荷下将样品冷却到 100K，最后以 0.5K/min 的同时测量热激发电流。样品 BFO-1 测量结

【参考文献】：
期刊论文
[1]器件尺寸缩小的挑战[J]. 吴大可,甘学温.  中国集成电路. 2005(03)

硕士论文
[1]新型阻变存储器用铁酸铋薄膜阻变性能与机理的研究[D]. 张迎俏.北京工业大学 2017



本文编号：2898896