基于ZnO薄膜电阻存储器的制备及性能研究.pdf

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1、基王圣望Q夔鏖壑隍壶篮墨煎剑垒丞性能盟窒⑧论文作者签名指导教师签名论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：里聋冬车基委员1：箍遂连委员2：至j霎函委员3：拳面3聋委员4：客勿象褪委员5：垄盈圈答辩日期：—垫旦聋』璺-旦——一一～●●，‘f≯StudyonFabricationandPerformanceOfZn0．based●———————●■■●■●■■■■■■●●■■■■■■■■●■●■■●■●■■■■■●■●■■■■■■●■■■■■●■■■■■■■●■■■■■■■●■■■■■■●■■●■■■■■■■■■

2、■■●■■■■■■■■●●■■■●●■●■■●■●■■■■■■■■■■■●■■■_ResistiveSwitchinqMemory⑧Author’Ssignature：垒!竺!么塑竺一‘●‘Supervisor7ssignature：ExternalReviewers：ExaminingCommitteeChairperson：ExaminingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：．2垡丝主趔』丝!!●●、、一·；浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取

3、得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂．或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。靴做储獬：织御辩醐：伽f『年6月‘日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂．有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝婆盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密

4、的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：毛声徇签字日期：钐一11年易月G日导师签名：签字日期．少f／年6月7日第一章绪论1．1引言在当今这个信息社会中，半导体存储器成为现代科技不可或缺的重要部分。目前，半导体存储器可分为两类：挥发性存储器和非挥发性存储器。挥发性存储器是指断电后数据即丢失的存储器，如静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)；非挥发性存储器指断电后仍可保存数据的存储器，如闪存(FLASHmemory)．随着移动电话、MP3／MP4播放器、数码相机等便携设备的需求量不断增加，非挥发性存储器市场也正快速扩

5、大。据报道【ll，2010年非挥发性存储器市场可达690亿美元的规模。受这一巨大市场的吸引，半导体工业正在不断开发新型的存储器以满足不断增长的需求。高密度、高速度和低成本的非挥发性存储器是半导体研发工程师追求的目标。目前，闪存作为主流的非挥发性发存储器，其单元结构由传统的金属．氧化物．半导体场效应晶体管(MOSFET)演变而来，具有成熟的制造工艺，占据非挥发性存储器90％以上的市场份额。但是，闪存也存在一定的不足，其擦写速度较慢(～“s)，擦写寿命仅为105～106次，这使其不能满足未来信息的大容量和高速存储的需要。同时，在22nm以下半

6、导体工艺中，闪存中的浮栅极只能存储几个电子来表示一位二进制信息，从而给电子的保存时间带来了极大的不确定性【2】．现在，没有一个可被学术界和业界一致接受的方案来解决这一问题，闪存在未来的进一步发展受到了极大的挑战。所以，研究和开发新型的非挥发性存储器是十分迫切的，也是十分有意义的。近年来，电阻存储器(resistiverandomaccessmemory)作为一种新型的非挥发性存储器受到了学术界和工业界的广泛关注。这种存储器具有高速、低功耗、结构简单、可高密度集成等优点【3击1，更有望集合DRAM的成本优势、SRAM的高速读写和闪存的非挥发

7、性的特点，成为一种通用存储器(universalmemory)．但是，相比其它新型存储器，如：铁电存储器、磁阻存储器、相变存储器，电阻存储器的研究开展时间相对较短，器件处于原型研发阶段，器件性能有待进一步提高，器件工作机理还缺乏足够的物理理论基础。ZnO作为一种重要的半导体材料，有着良好的电学和光学性能，并具有化学稳定性好、环境友好、材料成本低等特点，在紫外发光、薄膜晶体管、太阳能电池、传感器等方面具有广阔的应用前景[7-91。最近，ZnO在电阻存储器的应用中也展示出优异的电阻开关特性【lol，但基于ZnO薄膜电阻存储器的相关研究开展浙江

8、大学博士学位论文得并不多。因此，有必要对ZnO电阻存储器进行深入的研究。：1．2ZnO薄膜的基本特性及其应用1．2．1ZnO薄膜的晶体结构ZnO的晶体结构是由其配位四面体的几何构形决定的。在配