随着信息技术的蓬勃发展,集成电路集成度不断提高,器件的特征尺寸不断缩小,传统的非挥发性存储器正面临着发展瓶颈:不断缩小的器件尺寸使得浮栅的厚度相应减小,然而过薄的栅又将导致漏电流、电击穿等问题出现。对此学界进行了一系列的探索研究,期望能找出突破的方法。具有结构简单、缩放性好、读写速度快、可靠性高、可与CMOS工艺兼容等一系列优点的阻变存储器,是非常有竞争力的下一代非挥发性存储器件,引起了国内外学者的广泛关注。本文针对阻变器件的可靠性展开研究,主要研究内容如下:1.本文为研究SiN_x介质层中不同硅氮比例对器件特性的影响,利用PECVD（等离子体增强化学气相淀积）制备SiN_x阻变介质层,通过调整SiN_x制备过程中SiH₄和NH₃的比例制备了三组具有不同硅氮比（不同x值）的SiN_x介质层,同时利用DC sputtering（直流磁控溅射）工艺,分别制备Ta和Pt作为顶电极和底电极。测试结果显示不同硅氮比的器件在高阻态电流上存在明显差异,对这一现象进行了深入的研究分析后,提出肖特基势垒调制效应加以解释。2.本文的核心目标是提高阻变器件的可靠性。利用RF sputtering制备SiN_x介质层,因为能提供大量缺陷（Si悬挂键）的原因,选用了Si₃N₄作为靶材制备SiN_x薄膜。使得器件的初始状态有概率为低阻态,省去forming过程。这对于提高器件的可靠性有重要意义。在研究过程中,发现适当提高溅射温度可以提高薄膜的质量,提高致密性减少缺陷和孔洞。3.为进一步提高器件的可靠性,本文利用共溅射技术,在SiN_x薄膜中原位掺入Pt原子,制备出SiN_x/SiN_x:Pt/SiN_x层叠结构,不仅使得器件具有稳定的初始低阻态,且有效降低了器件各操作参数的随机波动程度,提高了器件的保持和耐受特性,实现了具有高可靠性的forming-free RRAM器件制备。