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近年来由于手机和其它电子便携设备（如笔记本电脑、数码相机、mp3等）的迅猛发展，使得非挥发性存储器的市场需求量越来越大。随着技术节点的不断缩小，基于传统浮栅结构的闪存(Flash)遇到了技术瓶颈，主要问题是在尺寸缩小过程中编程电压不能按比例减小、隧道氧化层减薄导致电荷保持性能下降、操作速度慢等，限制了Flash的发展，引起了人们对下一代非挥发性存储器的关注，阻变存储器（RRAM）因其结构简单、功耗低、存储密度高、存储时间长和与CMOS传统工艺有好的兼容性而有成为下一代通用存储器的潜能，但是RRAM由于存储机制不明确、一致性等问题还需进一步研究，需要对RRAM器件转变特性进行优化。本文主要从阻变氧化物材料掺杂、改善电极材料的特性、对阻变氧化物材料进行退火和臭氧处理三个方面来进行氧化铪基电阻存储器性能的优化研究，论文取得的主要结果包括: 1、制备了未掺杂和Al掺杂的HfO2基阻变器件，研究掺杂对器件性能的影响，实验结果表明Al掺杂的器件forming电压、高低阻态阻值及set和reset电压的一致性均有提高，可归因于三价元素Al掺杂可在阻变层中形成稳定可控的氧空位导电通道。 2、制备了具有TiN/HfO2/Pt结构的阻变器件（其中TiN在不同的Ar∶N2比例下沉积）研究不同晶向的TiN上电极对器件转变性能的影响。电学测试结果和XRD图谱分析表明基于(200)择优生长的TiN上电极的RRAM器件有较好的转变特性，这可能与TiN(200)晶向有较好的储氧能力有关。 3、对HfAlO阻变层进行快速热退火和臭氧处理，发现退火和臭氧处理对器件性能（一致性和耐擦写特性等）有明显的改善，并结合薄膜的XPS图谱分析了退火和臭氧处理后器件性能改善的机理。另外制备了Al2O3/HfO2双层结构器件，发现其在退火后有多值存储的潜能，并研究了不同阻变层厚度对器件转变性能的影响。