直流磁控溅射法制备氧化锡薄膜阻变存储器的研究
发布时间：2021-12-02 19:33
本文采用直流磁控溅射法制备了二氧化锡（Sn02）为阻变层的薄膜阻变存储器单元。对Sn02薄膜的表面形貌、光学性能和电学性能进行了表征,分析了制备温度和退火工艺对Sn02阻变性能的影响,并通过改善制备工艺,加入MoOx氧存储层,P型导电的NiO,及编程控制擦写操作的方法,分别改进了SnO2-RRAM多阻态存储性,擦写重复性,擦写速度,及器件稳定性。此外,低温（<100℃）条件下制备并研究了透明SnOx-RRAM及纸基柔性SnOx-RRAM,后者抗弯折耐久性达到104以上。采用反应直流磁控溅射Sn金属靶材在Pt/Ti/SiO2基片上分别以室温,350℃和大气中850℃后退火处理工艺制备了三种Sn02阻变薄膜存储单元,随着制备与/或后退火处理温度的提高,薄膜结晶性得到改善,表面粗糙度增大,并且写入与擦除阈值电压分散度有了明显的降低。350℃制备的薄膜400～700nm可见光平均透射率为71.1%（含基板）。三种存储单元直流扫描擦写次数都达到100次以上,350℃和850℃后退火处理的薄膜具有103以上的开关比,高低阻态可以维持104秒以上而无明显变化。利用导电细丝机制解释了三种Sn02...
【文章来源】：复旦大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电阻式随机存取存储器概述
1.2.1 电阻式随机存取存储器的研究现状
1.2.2 电阻式随机存储器导电机制
1.3 本论文的研究意义
第二章 实验方法与表征
2.1 氧化物薄膜阻变存储器的制备方法
2.1.1 直流反应磁控溅射
2.1.2 氧化物薄膜阻变存储器的制备工艺
2.2 氧化物薄膜阻变存储器的表征方法
2.2.1 阻变薄膜及其器件的结构与成分表征
2.2.2 薄膜方块电阻和电阻率
2.2.3 薄膜厚度测试
2.2.4 薄膜光学性能测试
2.2.5 氧化物薄膜阻变存储器电学性能测试
第三章 SnO_2薄膜的电致阻变特性
3.1 引言
3.2 SnO_2阻变薄膜的制备
3.3 SnO_2阻变层薄膜的性能分析
3.3.1 SnO_2薄膜的晶态结构、表面形貌分析
3.3.2 SnO_2薄膜的光学特性
3.3.3 SnO_2薄膜记忆单元的阻变特性
3.4 SnO_2薄膜阻变特性的机理讨论
3.5 本章小结
第四章 SnO_2薄膜阻变存储器性能的改善
4.1 引言
4.2 SnO_x/MoO_x双层结构RRAM
4.2.1 制备与实验方法
4.2.2 性能测试与分析
4.2.3 机理讨论
4.3 室温制备Mo/O~(2-)deficient SnO_x/O~(2-)sufficient SnO_x/Pt结构
4.3.1 制备方法
4.3.2 电压电流特性
4.3.3 机理讨论
4.4 Ni/NiO_x/SnO_2/Pt存储单元的阻变特性
4.4.1 制备方法
4.4.2 氧化镍薄膜的表征
4.4.3 Ni/NiO_x/SnO_j/Pt 阻变特性
4.5 编程控制改善存储单元存储特性
4.5.1 器件制备方法
4.5.2 程序设计
4.5.3 实验结果
4.6 本章总结
第五章 透明或柔性SnO_x薄膜电阻存储器的研究
5.1 引言
5.2 IZO/SnO_x/IZO透明存储单元
5.2.0 IZO透明导电氧化物薄膜
5.2.1 透明存储单元IZO/SnO_x/IZO/Glass的制备方法
5.2.2 透明存储单元的光学特性
5.2.3 透明存储单元的电学特性
5.3 纸基Ni/SnO_x/MoO_x/Mo存储单元的研究
5.3.1 纸基Ni/SnO_x/MoO_x/Mo存储单元的制备方法
5.3.2 纸基Ni/SnO_x/MoO_x/Mo存储单元的形貌表征
5.3.3 纸基Ni/SnO_x/MoO_x/Mo存储单元的电学特性
5.4 本章总结
第六章 全文总结
参考文献
附录 硕士生在读期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SnO2复合薄膜甲烷气敏传感器研究进展[J]. 李建昌,韩小波,韩娜,巴德纯. 真空科学与技术学报. 2010(06)
[2]P型透明导电SnO2薄膜的研究进展[J]. 倪佳苗,赵修建,郑小林,赵江. 真空科学与技术学报. 2009(05)
[3]基于I-V特性的阻变存储器的阻变机制研究[J]. 李颖弢,刘明,龙世兵,刘琦,张森,王艳,左青云,王琴,胡媛,刘肃. 微纳电子技术. 2009(03)
[4]阻变式存储器存储机理[J]. 王永,管伟华,龙世兵,刘明,谢常青. 物理. 2008(12)
[5]快速热退火对纳米晶粒SnO2薄膜性质的影响[J]. 秦苏梅,童梓洋,邓红梅,杨平雄. 红外与毫米波学报. 2008(02)
[6]高迁移率透明导电In2O3:Mo薄膜[J]. 李喜峰,缪维娜,张群,黄丽,章壮健,华中一. 真空科学与技术学报. 2005(02)
本文编号：3529060
【文章来源】：复旦大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电阻式随机存取存储器概述
1.2.1 电阻式随机存取存储器的研究现状
1.2.2 电阻式随机存储器导电机制
1.3 本论文的研究意义
第二章 实验方法与表征
2.1 氧化物薄膜阻变存储器的制备方法
2.1.1 直流反应磁控溅射
2.1.2 氧化物薄膜阻变存储器的制备工艺
2.2 氧化物薄膜阻变存储器的表征方法
2.2.1 阻变薄膜及其器件的结构与成分表征
2.2.2 薄膜方块电阻和电阻率
2.2.3 薄膜厚度测试
2.2.4 薄膜光学性能测试
2.2.5 氧化物薄膜阻变存储器电学性能测试
第三章 SnO_2薄膜的电致阻变特性
3.1 引言
3.2 SnO_2阻变薄膜的制备
3.3 SnO_2阻变层薄膜的性能分析
3.3.1 SnO_2薄膜的晶态结构、表面形貌分析
3.3.2 SnO_2薄膜的光学特性
3.3.3 SnO_2薄膜记忆单元的阻变特性
3.4 SnO_2薄膜阻变特性的机理讨论
3.5 本章小结
第四章 SnO_2薄膜阻变存储器性能的改善
4.1 引言
4.2 SnO_x/MoO_x双层结构RRAM
4.2.1 制备与实验方法
4.2.2 性能测试与分析
4.2.3 机理讨论
4.3 室温制备Mo/O~(2-)deficient SnO_x/O~(2-)sufficient SnO_x/Pt结构
4.3.1 制备方法
4.3.2 电压电流特性
4.3.3 机理讨论
4.4 Ni/NiO_x/SnO_2/Pt存储单元的阻变特性
4.4.1 制备方法
4.4.2 氧化镍薄膜的表征
4.4.3 Ni/NiO_x/SnO_j/Pt 阻变特性
4.5 编程控制改善存储单元存储特性
4.5.1 器件制备方法
4.5.2 程序设计
4.5.3 实验结果
4.6 本章总结
第五章 透明或柔性SnO_x薄膜电阻存储器的研究
5.1 引言
5.2 IZO/SnO_x/IZO透明存储单元
5.2.0 IZO透明导电氧化物薄膜
5.2.1 透明存储单元IZO/SnO_x/IZO/Glass的制备方法
5.2.2 透明存储单元的光学特性
5.2.3 透明存储单元的电学特性
5.3 纸基Ni/SnO_x/MoO_x/Mo存储单元的研究
5.3.1 纸基Ni/SnO_x/MoO_x/Mo存储单元的制备方法
5.3.2 纸基Ni/SnO_x/MoO_x/Mo存储单元的形貌表征
5.3.3 纸基Ni/SnO_x/MoO_x/Mo存储单元的电学特性
5.4 本章总结
第六章 全文总结
参考文献
附录 硕士生在读期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SnO2复合薄膜甲烷气敏传感器研究进展[J]. 李建昌,韩小波,韩娜,巴德纯. 真空科学与技术学报. 2010(06)
[2]P型透明导电SnO2薄膜的研究进展[J]. 倪佳苗,赵修建,郑小林,赵江. 真空科学与技术学报. 2009(05)
[3]基于I-V特性的阻变存储器的阻变机制研究[J]. 李颖弢,刘明,龙世兵,刘琦,张森,王艳,左青云,王琴,胡媛,刘肃. 微纳电子技术. 2009(03)
[4]阻变式存储器存储机理[J]. 王永,管伟华,龙世兵,刘明,谢常青. 物理. 2008(12)
[5]快速热退火对纳米晶粒SnO2薄膜性质的影响[J]. 秦苏梅,童梓洋,邓红梅,杨平雄. 红外与毫米波学报. 2008(02)
[6]高迁移率透明导电In2O3:Mo薄膜[J]. 李喜峰,缪维娜,张群,黄丽,章壮健,华中一. 真空科学与技术学报. 2005(02)
本文编号：3529060
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