摩尔定律问世已40多年，人们无不惊讶于半导体芯片制造工艺令人目眩的发展速度。随着工艺节点不断往前推进，当前市场上主流非挥发性存储技术——“闪存”遭遇到严重的技术瓶颈，主要是基于浮栅存储机制的F1ash存储器随技术代发展的可缩小性受阻。而在当今信息社会中，伴随着3G时代、高清时代、海量存储等概念的日益盛行，市场对掉电后仍具有数据保持能力的非挥发性存储器的诉求在往体积更小、存储密度更大、可靠性更高的方向发展。针对这种局面，国内外半导体产学研界纷纷对F1ash的继任者——下一代新型非挥发性存储器展开研究，主要包括分立式电荷存储器(CTM)、铁电存储器(FRAM)、磁存储器(MRAM)、相变存储器(PRAM)以及阻变存储器(RRAM)。其中RRAM因其具有高速、高密度、低功耗、高集成度、多值存储、制备工艺简单以及低成本等优势，引起了人们的广泛关注并成为现阶段的研究热点，成为下一代“通用存储器”的有力竞争者之一。本论文围绕ZrO2、HfO2这两种在现代CMOS工艺中被认为是很有希望的高k介质材料，采用下电极为Pt，上电极为Cu这一较为成熟的材料体系，开展了对RRAM器件的1T1R集成结构和采用电流扫描方式进行编程的研究。　　 针对RRAM单管器件在集成阵列时遇到的交叉串扰问题以及在小限流情况下出现的限流失效问题，我们探索了1T1R集成结构的制备工艺及其相应的测试方法。其中晶体管是基于标准0.13μm工艺制备，采用这种方式进行集成可以在兼容现代CMOS工艺的前提下对更多的RRAM材料体系开展研究工作，同时我们在集成时采用将阻变存储器的下电极引出作为监视电极的方法，有针对性的对同一个RRAM器件在采用不同限流方式下的器件性能进行了比较，采用1T1R集成结构时，晶体管不仅可以作为阵列中的选通器件，而且在单个存储单元中还能作为阻变存储器从高阻态向低阻态置位(SET)操作时的限流器件。采用晶体管这一理想限流器时可以对阻变存储器低阻态的大小进行更为有效的控制，进而实现多值存储。　　 目前研究看来，基于固态电解质体系的RRAM器件的物理机制相对比较清晰，但制约这类器件发展的关键因素之一就是在于其电阻转变参数分布的离散性过大。为了改善电学参数分布的均一性，我们在不改变RRAM器件材料体系和结构的情况下对其采用电流扫描方式进行编程操作。相对于传统的电压扫描方式，这种新的编程方法可以通过在RRAM器件从低阻态复位(RESET)到高阻态的过程中由于其类似于正反馈式的能量积累方式，消除复位过程中的中间态直接使器件达到最终态，从而改善高阻态分布的均一性。另外，在采用电流扫描对器件进行从高阻态置位(SET)到低阻态的操作时，可以达到固定导电细丝形成位置的目的，从而改善低阻态分布的均一性，这一工作提供了改善RRAM参数分布均一性的方法。