基于VO 2 /TiO 2 /FTO微结构的电压诱导相变存储器特性
发布时间：2021-02-23 02:17
相变存储器作为下一代具有竞争力的新型存储器,其基础和核心是相变存储介质。为了制备基于VO2薄膜的非易失性相变存储器,首先采用等离子体增强化学气相沉积法在氟掺杂二氧化锡（FTO）导电玻璃衬底上沉积一层厚度为100 nm的TiO2薄膜,再通过直流磁控溅射法制备VO2薄膜,并在TiO2/FTO复合薄膜上形成VO2/TiO2/FTO微结构,用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、四探针测试仪和半导体参数测试仪表征分析微结构的结晶和非易失性相变存储特性。结果表明,N2和O2的体积流量比为60∶40时,在TiO2/FTO上可生长出晶向为<110>的高质量VO2薄膜,在VO2/TiO2/FTO微结构两侧反复施加不同的脉冲电压,可观测到微结构具有非易失性相变存储特性,在67,68和69℃温度下的相变阈值电压分别为8.5...
【文章来源】：半导体技术. 2017,42(05)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
VO2/TiO2/FTO微结构制备工艺流程
%的Ar，进气流量可由气体质量流量计进行监测。在溅射前，先将溅射腔内的真空抽至3.6×10－3Pa，然后向真空溅射腔内通入Ar，进行2min的预溅射，以清洗靶材表面。溅射过程中压强始终保持为3.6×10－1Pa，溅射电流为2A，溅射电压为400V，通过FTM－V型膜厚检测仪进行监测，膜厚控制在70nm。金属钒膜制备完成后，将样品放入管式退火炉中，在氮氧混合气氛下进行退火氧化处理，退火温度恒定设为400℃，N2和O2的体积流量分别为60cm3/min和40cm3/min，时间为2h。最终得到的VO2/TiO2/FTO微结构如图2所示。还设计和制备了VO2/TiO2/FTO多层膜结构，两者的区别在于结构相似，但是后者TiO2/FTO没有进行腐蚀，两种结构的示意图如图3所示。图2常温下VO2/TiO2/FTO微结构SEM图Fig.2SEMimageoftheVO2/TiO2/FTOmicrostructureatroomtemperature(a)VO2/TiO2/FTO微结构(b)VO2/TiO2/FTO多层膜结构图3基于VO2的相变存储结构示意图Fig.3Structureschematicofthephase-changememorybasedonVO2VO2/TiO2/FTO薄膜材料的结晶特性采用DX－2700多功能X射线衍射仪(XＲD)分析表征。采用美国Keithley公司的4200－SCS型半导体参数测试仪对VO2/TiO2/FTO微结构进行电压诱导相变特性分析，测试时将探针的位置轻触于结构两侧VO2薄膜表层的中心位置，如图3中所示，其中P1和P3两点为电信号输入，P2和P4两点为接地。采用ＲTS－8型四探针测试仪测试分析薄膜电阻率和温度之间的关系。实验测试中样品温度的精密控制均由型号为KEＲ3100－08S控温台来实现，精度约达±0.1℃。
溅射，以清洗靶材表面。溅射过程中压强始终保持为3.6×10－1Pa，溅射电流为2A，溅射电压为400V，通过FTM－V型膜厚检测仪进行监测，膜厚控制在70nm。金属钒膜制备完成后，将样品放入管式退火炉中，在氮氧混合气氛下进行退火氧化处理，退火温度恒定设为400℃，N2和O2的体积流量分别为60cm3/min和40cm3/min，时间为2h。最终得到的VO2/TiO2/FTO微结构如图2所示。还设计和制备了VO2/TiO2/FTO多层膜结构，两者的区别在于结构相似，但是后者TiO2/FTO没有进行腐蚀，两种结构的示意图如图3所示。图2常温下VO2/TiO2/FTO微结构SEM图Fig.2SEMimageoftheVO2/TiO2/FTOmicrostructureatroomtemperature(a)VO2/TiO2/FTO微结构(b)VO2/TiO2/FTO多层膜结构图3基于VO2的相变存储结构示意图Fig.3Structureschematicofthephase-changememorybasedonVO2VO2/TiO2/FTO薄膜材料的结晶特性采用DX－2700多功能X射线衍射仪(XＲD)分析表征。采用美国Keithley公司的4200－SCS型半导体参数测试仪对VO2/TiO2/FTO微结构进行电压诱导相变特性分析，测试时将探针的位置轻触于结构两侧VO2薄膜表层的中心位置，如图3中所示，其中P1和P3两点为电信号输入，P2和P4两点为接地。采用ＲTS－8型四探针测试仪测试分析薄膜电阻率和温度之间的关系。实验测试中样品温度的精密控制均由型号为KEＲ3100－08S控温台来实现，精度约达±0.1℃。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FTO/VO2/FTO结构的VO2薄膜电压诱导相变光调制特性[J]. 郝如龙,李毅,刘飞,孙瑶,唐佳茵,陈培祖,蒋蔚,伍征义,徐婷婷,方宝英,王晓华,肖寒. 物理学报. 2015(19)
[2]硅基二氧化钒相变薄膜电学特性研究[J]. 熊瑛,文岐业,田伟,毛淇,陈智,杨青慧,荆玉兰. 物理学报. 2015(01)
[3]VO2/TiO2复合薄膜的结构和红外光学性质研究[J]. 颜家振,黄婉霞,李宁. 红外与激光工程. 2013(09)
[4]紫外衍射微透镜阵列的设计与制备[J]. 张宇明,李毅,孙若曦,周晟,朱慧群,方宝英. 光学技术. 2012(03)
[5]氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究[J]. 宋婷婷,何捷,林理彬,陈军. 物理学报. 2010(09)
本文编号：3046867
【文章来源】：半导体技术. 2017,42(05)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
VO2/TiO2/FTO微结构制备工艺流程
%的Ar，进气流量可由气体质量流量计进行监测。在溅射前，先将溅射腔内的真空抽至3.6×10－3Pa，然后向真空溅射腔内通入Ar，进行2min的预溅射，以清洗靶材表面。溅射过程中压强始终保持为3.6×10－1Pa，溅射电流为2A，溅射电压为400V，通过FTM－V型膜厚检测仪进行监测，膜厚控制在70nm。金属钒膜制备完成后，将样品放入管式退火炉中，在氮氧混合气氛下进行退火氧化处理，退火温度恒定设为400℃，N2和O2的体积流量分别为60cm3/min和40cm3/min，时间为2h。最终得到的VO2/TiO2/FTO微结构如图2所示。还设计和制备了VO2/TiO2/FTO多层膜结构，两者的区别在于结构相似，但是后者TiO2/FTO没有进行腐蚀，两种结构的示意图如图3所示。图2常温下VO2/TiO2/FTO微结构SEM图Fig.2SEMimageoftheVO2/TiO2/FTOmicrostructureatroomtemperature(a)VO2/TiO2/FTO微结构(b)VO2/TiO2/FTO多层膜结构图3基于VO2的相变存储结构示意图Fig.3Structureschematicofthephase-changememorybasedonVO2VO2/TiO2/FTO薄膜材料的结晶特性采用DX－2700多功能X射线衍射仪(XＲD)分析表征。采用美国Keithley公司的4200－SCS型半导体参数测试仪对VO2/TiO2/FTO微结构进行电压诱导相变特性分析，测试时将探针的位置轻触于结构两侧VO2薄膜表层的中心位置，如图3中所示，其中P1和P3两点为电信号输入，P2和P4两点为接地。采用ＲTS－8型四探针测试仪测试分析薄膜电阻率和温度之间的关系。实验测试中样品温度的精密控制均由型号为KEＲ3100－08S控温台来实现，精度约达±0.1℃。
溅射，以清洗靶材表面。溅射过程中压强始终保持为3.6×10－1Pa，溅射电流为2A，溅射电压为400V，通过FTM－V型膜厚检测仪进行监测，膜厚控制在70nm。金属钒膜制备完成后，将样品放入管式退火炉中，在氮氧混合气氛下进行退火氧化处理，退火温度恒定设为400℃，N2和O2的体积流量分别为60cm3/min和40cm3/min，时间为2h。最终得到的VO2/TiO2/FTO微结构如图2所示。还设计和制备了VO2/TiO2/FTO多层膜结构，两者的区别在于结构相似，但是后者TiO2/FTO没有进行腐蚀，两种结构的示意图如图3所示。图2常温下VO2/TiO2/FTO微结构SEM图Fig.2SEMimageoftheVO2/TiO2/FTOmicrostructureatroomtemperature(a)VO2/TiO2/FTO微结构(b)VO2/TiO2/FTO多层膜结构图3基于VO2的相变存储结构示意图Fig.3Structureschematicofthephase-changememorybasedonVO2VO2/TiO2/FTO薄膜材料的结晶特性采用DX－2700多功能X射线衍射仪(XＲD)分析表征。采用美国Keithley公司的4200－SCS型半导体参数测试仪对VO2/TiO2/FTO微结构进行电压诱导相变特性分析，测试时将探针的位置轻触于结构两侧VO2薄膜表层的中心位置，如图3中所示，其中P1和P3两点为电信号输入，P2和P4两点为接地。采用ＲTS－8型四探针测试仪测试分析薄膜电阻率和温度之间的关系。实验测试中样品温度的精密控制均由型号为KEＲ3100－08S控温台来实现，精度约达±0.1℃。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FTO/VO2/FTO结构的VO2薄膜电压诱导相变光调制特性[J]. 郝如龙,李毅,刘飞,孙瑶,唐佳茵,陈培祖,蒋蔚,伍征义,徐婷婷,方宝英,王晓华,肖寒. 物理学报. 2015(19)
[2]硅基二氧化钒相变薄膜电学特性研究[J]. 熊瑛,文岐业,田伟,毛淇,陈智,杨青慧,荆玉兰. 物理学报. 2015(01)
[3]VO2/TiO2复合薄膜的结构和红外光学性质研究[J]. 颜家振,黄婉霞,李宁. 红外与激光工程. 2013(09)
[4]紫外衍射微透镜阵列的设计与制备[J]. 张宇明,李毅,孙若曦,周晟,朱慧群,方宝英. 光学技术. 2012(03)
[5]氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究[J]. 宋婷婷,何捷,林理彬,陈军. 物理学报. 2010(09)
本文编号：3046867
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