随着便携式移动多媒体电子产品的蓬勃发展,非挥发性存储器Flash迅速占据了存储芯片的绝大部分市场。但是根据摩尔定律,特征尺寸在不断缩减,在进入20nm技术节点之后,Flash存储器由于其物理局限性正面临着严峻的挑战。业界普遍认为16nm-3D技术将会是Flash存储器最后的舞台。为了应对危机,多种类型的新型存储器,如铁电存储器(FeRAM)、相变存储器(PRAM)、磁阻存储器(MRAM)以及阻变存储器(RRAM)应运而生。其中RRAM由于其结构简单,操作速度快,可等比缩小至纳米量级,与CMOS工艺兼容等诸多优点,对高集成、低功耗技术要求极具吸引力。特别是基于二元金属氧化物的RRAM研究已然成为研究的焦点,而且也被认为是新一代非挥发性存储器的最有力竞争者。但是目前针对RRAM的研究还未成熟,在阻变机制方面没有统一的理论,器件的耐久性、一致性等都表现较差,需要大量研究。本文主要根据目前的研究现状,针对RRAM的阻变机制进行了两方面的研究。其一是,根据业内普遍认可的电化学型(ECM)导电细丝机制,结合前人的一些研究成果,开展了一个完整的用于描述ECM单元阻变行为的数学模型研究。对ECM单元的SET和RESET过程中电流电压的变化、导电细丝的生长以及溶解过程进行了详细描述。第二部分内容是针对所建立的数学模型,采用MATLAB工具对模型中的不同参数进行仿真,如SET和RESET过程的电流电压、隧穿间隙的变化,不同电极材料对阻变I-V特性的影响等诸多内容。仿真工作一方面可以更加形象地理解RRAM的导电机制,验证模型的合理性;另一方面可以对实际RRAM存储器制备提出合理的建议、应该注意的因素等,以此来提高RRAM的特性。