随着集成电路特征尺寸的不断缩小,占当前存储器主流市场的闪存将面临严峻的挑战。逐渐接近尺寸微缩的物理极限将导致一系列问题,例如栅极泄漏。未来的信息存储必将依赖于新兴的非易失性存储器,如相变存储器（PRAM）、铁电存储器（FRAM）、磁存储器（MRAM）和阻变存储器（RRAM）。其中,RRAM具有响应速度快、功耗低、易于三维集成以及与传统CMOS工艺兼容等优点,成为下一代非易失性存储器的最佳竞争者。许多二元金属氧化物,例如ZnO、ZrO2、NiO和HfO2,因其具有可重复的电阻特性,可用作阻变介质层材料,其中HfO2由于其特有的高k特性而得到了广泛的研究。本文选用氧化铪材料作为研究对象,采用ALD法制备了Pt/HfO₂/Al₂O₃/TiN结构器件,研究了层叠结构薄膜不同厚度,不同电极尺寸和不同测试温度对其阻变性能的影响。（1）对比研究了HfO₂/Al₂O₃阻变薄膜的厚度分别为5 nm/5 nm、5 nm/3 nm、7 nm/3nm、3 nm/7 nm时Pt/HfO₂/Al₂O₃/TiN结构器件的电学性能,其阻变特性均表现为典型的双极性阻变,开关比达到10以上。其中当HfO₂/Al₂O₃厚度为7 nm/3 nm时,其保持性能和抗疲劳性能均为最优。（2）对比研究了5种不同的Pt顶电极大小（分别为100μm×100μm、70μm×70μm、50μm×50μm、40μm×40μm、30μm×30μm）对Pt/HfO₂/Al₂O₃/TiN结构器件的影响,结果表明电极大小主要影响器件的阻变参数均一性。当Pt顶电极的大小为100μm×100μm时,器件的阻变参数波动性最小。（3）研究不同温度（RT、50℃、65℃、85℃、105℃、125℃）下Pt/HfO₂/Al₂O₃/TiN结构器件的电学性能,当温度升高到125 oC时,器件失效。随着测试温度升高,Pt/HfO₂/Al₂O₃/TiN器件的阻值（RLRS和RHRS）的波动会越来越大,当温度接近失效温度时,器件的转变电压（VSet和VReset）的波动也会变大。