忆阻器器件的制备工艺和结构优化研究

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1、分类号学号M201172105学校代码10487密级硕士学位论文忆阻器器件的制备工艺和结构优化研究学位申请人：王青学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：缪向水教授答辩日期：2014年1月12日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchonthemicro-fabricationofdevicesofmemristorandtheoptimizationofdevicesCandidate:WangQingM

2、ajor:Microelectronics&SolidStateElectronicsSupervisor:Prof.MiaoXiangshuiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJan.2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位

3、论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要忆阻器(memristor)是一种除电阻、电容、电感以外的

4、第四种新型的二端无源电子元器件。其性质独特具有非线性，当流经忆阻器的电荷的数量和方向发生变化时，阻值发生相应变化，从而记忆住每时每刻流经的电荷量。它具有高速、低功耗、结构简单、易集成、与CMOS工艺兼容等优点，可作为下一代高速非易失性存储器，可用于模拟神经元突触，以模仿人类的大脑功能，而成为国内外研究的热点。忆阻器简单的三明治结构和易集成的交叉互联的crossbar结构可用于目前的微电子工艺，做成大规模的忆阻器阵列。目前优化忆阻器制备工艺和器件结构，以提高器件性能，加速器件实用化进程是目前研究的重点。本文选取Ge2Sb2Te5作为忆阻器功能材料，利用传统的光刻和剥离工

5、艺，重点探讨了忆阻器器件的制备工艺研究和器件优化，包括器件制备工艺优化、器件结构优化和器件电极优化。文章首先介绍了忆阻器的基本原理、器件结构和制备工艺的发展，并且详细介绍了薄膜制备、光刻、剥离工艺原理及难点，以及实验中采用的忆阻器器件制备工艺流程，提出详尽的忆阻器器件半导体工艺参数优化办法。在此基础上，结合实际需求，设计了多种忆阻器器件结构和相应的掩膜版设计。针对基于GST的忆阻器进行不同电极性能的探讨研究，结合退火实验，得到合适的电极材料和机理分析模型。分析结果表明，采用光刻、剥离工艺可以实现制备忆阻器。合理的器件制备工艺、器件结构和合适的电极材料，都很大程度的影响

6、着忆阻器器件的性能和稳定性。关键词：忆阻器；Ge2Sb2Te5；光刻剥离；器件结构；电极材料I万方数据华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTMemristorisanewtwo-terminalpassivecircuitelementexceptforresistor,capacitorandinductor.Ithastheprefectnonlinearproperty,theresistorofwhichismodulatedbytheamountanddirectionofchargesthroughit.Withthefeaturesofhigh-spe

7、ed,lowpowerconsumption,simplestructure,easyintegration,compatiblewithCMOStechnology,memristorcanbeusedasthenextgenerationofhigh-speednon-volatilememory.Andusingitassynapseenableemulatingthebrainfunctionalityofhuman-being.Thesandwichstructureandthecrossbarstructureofmemristorsar