论文部分内容阅读
半导体器件微型化是电子产业的一个重要发展方向,由于Flash存储构造的限制,其尺寸已经走到了理论极限32nm。阻变存储器主要在器件结构、制备工艺和存储容量等方面具有优势。它是最有望取代Flash存储器的新一代存储器。 本文利用磁控溅射方法,制备了Al/TiO2/ITO、Al/TiO2/Pt和Cu/TiO2/Pt三种不同器件结构的阻变存储器,使用半导体参数测试仪对器件性能进行了测试。当制备压强为1.0Pa、功率为100W,Al/TiO2/ITO器件展现出良好的阻变特性,多次循环以后器件的高低阻值比大于10。Al/TiO2/ITO器件属于双极性阻变存储器,其Set过程发生在负半轴,Reset过程发生在正半轴,这主要是由于Al电极与薄膜的接触面被氧化为AlOx造成的。当阻变层TiO2薄膜厚度改变,器件的开启电压随着薄膜厚度的增大而增加,这主要是离子迁移率受到电场强度的影响所导致的。通过使用不同的顶电极诱导出不同的阻变机理,Al/TiO2/Pt器件引出了SCLC机制,薄膜内部缺陷对电子的捕获与释放实现了高低阻态的转变,它属于双极性阻变存储器,在多次循环以后耐受性很低。Cu/TiO2/Pt器件引出了导电细丝机制,通过实验证明了其导电细丝的成分是Cu,器件属于ECM型双极性阻变存储器,器件的开启过程与关闭过程受扫描电压的影响很大,这是电场积累作用的效果,器件实现高低阻态的转变主要是导电细丝的形成与断裂,其阻变机制是SCLC机制和导电细丝机制一起作用的。