含銀硫系化合物憶阻器的熱特性及其阻變機(jī)理研究.pdf

1、憶阻器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、非易失性、開關(guān)速度快、能耗低、與現(xiàn)有CMOS工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)，在高密度存儲(chǔ)、非線性電路、模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)現(xiàn)計(jì)算與存儲(chǔ)融合等方面具有廣泛前景，是國(guó)內(nèi)外關(guān)于新原理信息器件方向研究的熱點(diǎn)。清晰的阻變的機(jī)制是提升器件性能和促進(jìn)憶阻器實(shí)用化的關(guān)鍵，研究憶阻器的熱特性對(duì)器件阻變機(jī)制分析和器件失效分析都具有重要的意義，是器件阻變機(jī)理和器件熱穩(wěn)定性分析的重要手段。此外，憶阻器的多值阻變對(duì)于高密度存儲(chǔ)、非線性電路應(yīng)用、模擬神經(jīng)突觸功能等

2、方面必將大放異彩，成為當(dāng)前憶阻器研究的熱點(diǎn)。因此，開展憶阻器的高速、多值阻變特性以及熱特性研究對(duì)于憶阻器的多功能應(yīng)用具有重要意義。
　　本文針對(duì)目前憶阻器研究的關(guān)鍵科學(xué)問題，采用兩類典型的摻銀硫系化合物憶阻器材料：AgGeTe和AgInSbTe，研究了這兩類材料制備的憶阻器件的多值特性、脈沖切換特性和溫度特性，并討論了這兩種憶阻器件的憶阻機(jī)制，具體如下。
　　通過磁控濺射和光刻工藝制備了Ag/AgGeTe/Ta和Ag/AgI

3、nSbTe/Ta兩種憶阻器件，利用直流I-V掃描，高速脈沖激勵(lì)等測(cè)試方案，發(fā)現(xiàn)可以通過調(diào)節(jié)AgGeTe器件單元的限制電流來調(diào)控憶阻器件的阻態(tài)，器件具有較好的多值特性，高低阻值比可達(dá)到254:1，器件在室溫下能穩(wěn)定保持1800s以上。該器件還能通過施加不同幅值的20ns脈沖來調(diào)控憶阻器的阻態(tài)，在多次循環(huán)切換后仍具有較好的脈沖響應(yīng)特性，通過材料、電學(xué)性能和熱學(xué)性能分析，闡明了導(dǎo)電絲機(jī)理和電子躍遷機(jī)理的耦合導(dǎo)致器件的多值阻變特性。Ag/AgI

4、nSbTe/Ta結(jié)構(gòu)的憶阻器件通過直流掃描等手段發(fā)現(xiàn)其具有雙極阻變特性，SET與RESET電壓?。?0.5V～0.5V），功耗低，可通過改變外加電壓的大小來實(shí)現(xiàn)器件的漸變調(diào)控，構(gòu)建了基于空間電荷限制導(dǎo)電機(jī)制和導(dǎo)電絲導(dǎo)電機(jī)制共同作用的導(dǎo)電模型。
　　本文還分析了不同溫度下的Ag/AgGeTe/Ta與Ag/AgInSbTe/Ta器件的憶阻行為變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)兩種憶阻器在升溫的情況下均有不同程度的阻值變化，高阻態(tài)相對(duì)較穩(wěn)定，低阻態(tài)波動(dòng)幅度