阻变存储器RESET机制温度依赖研究.pdf

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1、万方数据目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯IIAbstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．III第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。l1．1阻变存储器简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2阻变现象分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．3阻变机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3113．1电学效应，电荷的注入或迁移⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31．3．2电化学金属化效应，离子迁移与电化学氧化还原反应⋯⋯⋯⋯41．3．3价态变化效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51．3．4热化学效应，焦耳热理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51．3．S其他文献中提到的阻变机制，界面主导的转移机制⋯⋯⋯⋯⋯71．4阻变材料研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯81．4。1Ti02型阻变存储器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯91．4．2NiO型阻变存储器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯91．4．3CuxO型阻变存

3、储器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯101．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．10第二章样品的制备和测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．112．1样品的制各⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．112．1．1原子层淀积技术回顾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．112．1．2原子层淀积原理与技术特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．。112．1。3原子层淀积金属氧化物⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．2样品的测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯．162．2．1薄膜表面分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一162．2．2低温电学测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．17第三章基于NbAl0薄膜的阻交存储器低温电学特性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯183．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．183．2实验样品的制各与测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．183．3实验结果分析与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．203．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．25第四章基于HfAl0

5、薄膜的RRAM低温电学特性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一264．2实验样品的制备与测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．264．3实验结果分析与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．274．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．32第五章论文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．33参考吱献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯34硕士期间研究成果发表情况⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．39雾lc谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．40万方数据摘要摘要智能手机和平板电脑的高速发展使得高速、大容量的非挥发存储器需求提高，而Flash因为操作电压高，读写速度不快而且Scaling将要到达极限将不能满足未来的要求。目前研究人员正在开发的新型非挥发存储器主要有铁电存储器(FeRAM)，磁存储器(MRAM)，相变存储器(PRAM，PC删)以及阻变存储器(RRAM)。阻变存储器(Resistanceswitchin

7、gRAM)具备操作电压低，操作时间短，单元面积小等优点；基于金属氧化物的阻变存储器由于其结构简单、与逻辑工艺兼容等优点，被认为是最具潜力的下一代非挥发存储技术。由于阻变存储器的巨大潜力，其日益引起人们的重视。在对阻变存储器的阻变机制研究方面，导电细丝理论是最为广泛接受的，但导电细丝的生长和断裂具体的物理过程仍不明确。本文研究了基于原子层淀积生长的NbAl0薄膜的阻变存储器和基于原子层淀积生长的HfAIO薄膜的阻变存储器的材料特性，测量了其在低温下的电学特性。在实验的基础上，基于导电细丝理论，分析了焦耳热和电荷

8、陷阱捕获对于RRAMRESET过程的影响，认为电荷陷阱在导电细丝的形成中起到重要的作用。然后是对全文工作的总结。关键词：RRAM；阻变存储器；机理分析万方数据摘要AbstractTherapiddevelopmentofsmartphonesandtabletPCsincreasedthedemandofhigh-speed，largecapacitynon-volatilememory．Itise