随着集成电路的快速发展,Flash存储器的特征尺寸不断缩小,为了保持集成电路的性能,相应的栅氧化层厚度也不断减小。当氧化层厚度进入nm量级时,电子的隧道穿透效应逐渐显现出来,漏电流急剧增大,从而影响了器件的稳定性和可靠性,这些很大程序上限制了flash存储器尺寸的进一步缩小。另一方面,计算机技术的飞速发展,人们对随机存储器的性能要求将会越来越高,利用非挥发性随机存储器取代目前的RAM将是今后存随机储器发展的必然趋势。目前人们已研制出多种新型非挥发性随机存储器,其中包括利用自发极化现象而开发的铁电存储器(FRAM)、利有电致相变现象开发的相变存储器(PRAM)、利用磁电阻效应开发的磁存储器(MRAM)和利用电阻开关效应开发的电阻式存储器(ReRAM)等,其中电阻式存储器同时具有读写速度快、能耗低、结构简单、存储密度高、成本低、与传统集成电路工艺兼容性好等优势,有望成为下一代通用存储器。在电阻式存储器材料中,ZnO薄膜方面的研究起步较晚。ZnO是一种重要的化合物半导体材料,拥有优异的光学及电学特性、压电性能、化学稳定性以及抗辐射、耐高温等优点,已经被广泛应用在太阳能电池、紫外探测器、压敏器件、气敏器件等领域,其制备技术已经比较成熟,原材料来源丰富,成本低,无污染、无毒性,因此有必要对其其电阻开关特性进行研究。本论文采用磁控溅射法制备了Cu/ZnO/n~+Si三明治结构样品,利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱仪、原子力显微镜(AFM)、I-V测试仪、LCR测试仪等测试手段研究了不同制备工艺对ZnO薄膜性能以及电阻开关特性等方面的影响,并对基于ZnO薄膜的电阻开关效应的工作机理进行了探讨。研究结果表明:磁控溅射法制备得到的ZnO薄膜具有单极性电阻开关特性,其初始化(forming)电压以及置位(Set)电压大小和薄膜的厚度有关,且随着厚度增加而相应增加,而复位(Reset)过程所需能量大小和氧空位的密度有关,薄膜中氧空位的密度较低时,导电灯丝熔断所需能量也相应较小。C-V测试表明,高阻态下ZnO薄膜呈现出电容特性。此外,研究发现低电阻态下电流传导机制为欧姆传导机制,而高阻态时其机制为空间电荷限制电流机制。