基于钛氧化物的纳米存储阵列制备和机理研究

发布时间：2021-03-10 03:05

　　目前,占据主要市场份额的非易失性存储器是电容电荷型的FLASH存储器。随着微电子工艺的发展,存储单元的尺寸逐渐变小,存储阵列的集成密度也不断提高。而FLASH存储单元的尺寸减小到纳米量级后,其性能急剧降低,功耗急剧上升。因此,研究性能更加优越的非易失性存储器迫在眉睫,目前以二元金属氧化物作为存储介质的存储技术具有结构简单,低功耗,与CMOS工艺兼容性好等优点,已经成为研究热点。其中,具有电阻开关特性的钛氧化物电阻随机存储技术有望成为下一代非易失性存储技术,该电阻开关特性分为双极性和单极性两类,都存在高阻态和低阻态,然而,以TiO为存储介质的电阻开关物理机理尚不明确。本文通过制备16×16交叉阵列,研究了基于TiO电阻开关单元的电学特性和物理机理,主要工作如下:（1）在介绍电导特性基本物理现象和纳米加工基本规律的基础上,制备出16×16的纳米存储阵列,讨论和分析器件制备工艺过程中设备参数对原型器件电学特性的影响;（2）在制备与测试TiO电阻开关器件的基础上,研究TiO电阻开关器件的物理参数与器件双稳态特性之间的关系,探索制备条件等外界环境对器件开关特性的影响。其中物理参数包括:金属电极材... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
        1.1.1 新型纳米存储技术
        1.1.2 交叉门闩结构电阻开关器件
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于金属氧化物的电阻开关器件制备
        1.2.2 MIM结构的微观电导机制
        1.2.3 基于金属氧化物的电阻开关机制
    1.3 论文主要内容及结构安排
        1.3.1 论文的主要内容
        1.3.2 论文的主要结构
第二章 纳米存储阵列制备与表征
    2.1 LIFT-OFF工艺
        2.1.1 光刻胶技术
        2.1.2 沉积和剥离
    2.2 存储阵列的设计
    2.3 存储阵列的制备
        2.3.1 存储阵列参数
        2.3.2 器件制备
2薄膜表征">    2.4 TiO₂薄膜表征
        2.4.1 表面形貌
2晶型">        2.4.2 TiO₂晶型
    2.5 本章小结
第三章 电阻开关单元的电学测试和特性分析
    3.1 电学性能表征手段
    3.2 电学特性分析
        3.2.1 电迁移特性
2/Pt的电学特性分析">        3.2.2 Pt/TiO₂/Pt的电学特性分析
2/Al的电学特性分析">        3.2.3 Pt/TiO₂/Al的电学特性分析
2/Au的电学特性分析">        3.2.4 Au/TiO₂/Au的电学特性分析
    3.2 本章小结
第四章 双稳态特性的物理机理研究
    4.1 双稳态电阻开关特性
        4.1.1 中间层厚度对双稳态的影响
        4.1.2 氧浓度对双稳态特性的影响
        4.1.3 电极材料对双稳态的影响
        4.1.4 高阻态和低阻态电导特性
    4.2 双稳态电阻开关物理模型
    4.3 本章小结
第五章 结束语
    5.1 全文工作总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]有机电双稳态器件[J]. 石胜伟,彭俊彪.  化学进展. 2007(09)
[2]基于交叉结构的分子电子器件及其逻辑电路的研究进展[J]. 涂德钰,王丛舜,刘明.  物理. 2006(01)

博士论文
[1]厚胶光学光刻技术研究[D]. 唐雄贵.四川大学 2006



本文编号：3073947