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半导体技术在经历了几十年的快速发展后,一些技术瓶颈正在逐一显现。为了应对这些问题,新材料、新结构、新器件等创新方法被不断提出与研究,从而促进了半导体技术的持续不断地发展。如今,传统的非易失性存储器（Flash等）正面临着其本征极限的限制,无法继续适应未来的半导体存储的需要。于是,一种具有结构简单、微缩性好、读/写速度快、耐受高、数据保持时间长、多值存储、CMOS工艺兼容等诸多优点的新型存储器-阻变存储器（RRAM）受到了人们的广泛关注。而传统的高k栅介质材料（如ZrO2、HfO2等）因制备方法成熟、各类组份与杂质精确可控、性能稳定、与CMOS工艺兼容性好等突出特点,成为了阻变存储研究领域中最常见的一类介质材料体系。在众多高k介质中,镧基高k介质是一种性能优异的新颖高k介质材料,在栅介质应用领域备受关注。然而,该镧基高k介质在阻变存储特性方面的研究仍比较稀缺。本文将对镧基高k介质材料的阻变特性进行研究,研究内容与成果如下:1.论文对氧空位导电细丝型镧基阻变存储器:Ti/LaAlO3/Pt进行了制备与电学分析,并着重对I-V特性曲线、循环特性、数据保持能力、不同电学参数的影响、导电机制、阻变机理等进行了研究工作。研究发现,Ti/LaAlO3/Pt阻变器件具有不错的耐擦写能力（>102）、良好的保持特性（>104s）、合适的开关比（102）、极小的散布特性（<0.25V）,是一种以空间电荷限制电流传导机制（SCLC）为主要导电机制的氧空位导电细丝型阻变存储器。2.论文对金属导电细丝型镧基阻变存储器:Cu/LaAlO3/Pt进行了制备,并着重对其电学特性与阻变机理,如I-V特性曲线、循环特性、散布特性、导电机制、阻变机理等方面进行了研究。结果表明,Cu/LaAlO3/Pt阻变器件是一种典型的金属导电细丝型阻变存储器,其阻值变化现象可归因于介质薄膜内的Cu纳米导电细丝的形成与断裂。与Ti/LaAlO3/Pt阻变器件相比,Cu/LaAlO3/Pt阻变器件具有更大的开关比(ON/OFFmax>106),但它的稳定性略差,较大的电压和电阻散布现象影响了器件的实际有效开关比（ON/OFF102）。3.为了对镧基阻变器件有更全面的了解,本文又分别研究了叠层结构、退火处理、不同底电极对镧基阻变器件阻变特性的影响。研究结果表明,采用La2O3和Al2O3交替生长的镧基阻变器件的开关特性优于使用相同组份比的Al2O3/La2O3叠层结构;退火处理对空穴导电细丝型镧基阻变存储器有害,但对金属导电细丝型镧基阻变存储器的影响有限;使用重掺杂Si作为底电极的镧基高k材料也表现出阻变现象,说明金属/镧基介质/N+Si结构是可作为阻变器件来应用的,但其阻变性能却不是十分稳定,仍有待继续深入的研究。4.论文希望能够通过掺杂技术来改善金属导电细丝型Cu/LaAlO3/Pt阻变存储器存在的稳定性差、参数散布严重等问题,制备并研究了具有Cu纳米晶掺杂的Cu/LaAlO3:Cu-NCs/Pt器件。分析结果表明,纳米晶掺杂后样品的成品率、有效开关比窗口、电压与电阻散布、一致性等特性均得到了改善。对掺杂后的镧基阻变器件进行深入地研究后发现,基于Cu/镧基高k介质薄膜/Pt结构的阻变器件是无极性的。又通过分析其阻变机理与机制后发现,其Cu金属导电细丝的形成与断裂位置主要位于阴极处,且主要受SCLC导电机制与焦耳热效应的控制。