Mn、Zn离子掺杂BiFeO 3 基阻变存储器的制备与研究

发布时间：2024-04-20 03:53

　　随着半导体集成技术的不断发展,新型存储器件成功地吸引了半导体人的注意。其中阻变存储器(RRAM)由于其简单的结构、与COMS工艺兼容、功耗低、更强的微缩能力和更简单的工艺基础等优势被视为最有发展前景的存储器件。目前对阻变存储器的研究主要包括其自身多功能的应用和与其它器件的集成。基于上述背景,本文设计了一款自驱动压力记忆集成系统,该集成系统将阻变存储器与压力发电系统相结合,实现自驱动、探测和记忆的功能。首先,本文设计并制造了压力发电系统。该系统利用了PZT压力发电片的正压电效应,在此基础上设计了外加电路,实现电流放大。该系统的最大输出电压为9V,最大输出电流为0.2mA,反向电压为-0.2V。因此,该系统对阻变存储器提出了要求,即低操作电压(灵敏性要求);高于-0.2V的reset电压(正确性要求);长的循环耐受性和保持性(持久性要求)。其次根据压力发电系统的性能,选择操作电压相对较低的Pt/SRO/BiFeO₃/Ag结构的阻变存储器作为系统记忆功能模块。并且为了适应压力发电系统所提出的要求,对BiFeO₃介质层进行Mn离子、Zn离子和Mn/Z...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 半导体集成技术的发展现状
    1.2 新型非挥发性存储器
        1.2.1 铁电存储器(FeRAM)
        1.2.2 磁存储器(MRAM)
        1.2.3 相变存储器(PRAM)
        1.2.4 阻变存储器(RRAM)
    1.3 阻变存储器的基本介绍
        1.3.1 RRAM的简介
        1.3.2 RRAM的性能指标
        1.3.3 RRAM的存储机制
    1.4 阻变存储器功能化应用的研究现状
    1.5 研究内容及研究意义
第二章 压力发电系统的构建及RRAM的表征技术
    2.1 PZT压力发电系统的构建
        2.1.1 压力发电系统的构建
        2.1.2 压力发电机的性能测试
    2.2 RRAM器件的制备
        2.2.1 阻变存储器的构建
        2.2.2 薄膜沉积设备的介绍
    2.3 RRAM的表征技术
        2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.2 X射线光电子能谱仪(XPS)
        2.3.3 半导体参数分析仪
    2.4 本章小结
第三章 Mn、Zn离子掺杂对BFO基阻变器件性能的影响
    3.1 未掺杂的BFO基阻变器件的性能
    3.2 掺杂Mn离子的BFO基阻变器件的性能
    3.3 掺杂Zn离子的BFO基阻变器件的性能
    3.4 Mn\Zn离子共掺杂的BFO基阻变器件的性能
    3.5 本章小结
第四章 RRAM阻变机制的分析及自驱动压力记忆系统性能的测试
    4.1 RRAM阻变机制的分析
    4.2 自驱动压力记忆系统性能的测试
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢



本文编号：3958835