TiO2阻變器件導(dǎo)電機(jī)理及其抗總劑量輻照性能研究.pdf

1、隨著微電子集成技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前主流的非易失性存儲(chǔ)技術(shù)——基于電荷存儲(chǔ)的Flash存儲(chǔ)器遭遇到了抗疲勞特性差、訪問速度慢和操作電壓高的嚴(yán)重問題，在可以預(yù)見的未來其特征尺寸將達(dá)到極限。為了克服當(dāng)前非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)存在的技術(shù)問題，許多新型存儲(chǔ)概念因之而被提出，并受到了科研界和學(xué)術(shù)界廣泛的關(guān)注。其中，基于阻變器件的阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器，由于其速度快、功耗低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，特別是可集成密度大和多值存儲(chǔ)的能力，被認(rèn)為是未來非易失性存儲(chǔ)技術(shù)最有潛力的

2、候選者之一。除此之外，阻變器件還能應(yīng)用于可重構(gòu)邏輯電路和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。但是，當(dāng)前阻變器件的性能還無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，這成為了阻變器件研究領(lǐng)域主要的熱點(diǎn)和挑戰(zhàn)。特別是，關(guān)于阻變效應(yīng)的物理機(jī)制還存在較大的爭(zhēng)議與分歧，需要進(jìn)一步研究探討。
　　在本論文中，我們制備了交叉桿結(jié)構(gòu)Au/TiO2/Au阻變器件，并研究了其阻變特性。通過對(duì)器件的I-V特性曲線進(jìn)行擬合，我們分別對(duì)器件的高低兩種阻態(tài)的導(dǎo)電機(jī)制進(jìn)行了分析研究，提出了一種基于電子

3、隧穿和氧空位調(diào)制界面勢(shì)壘的物理模型。
　　通過改變限制電流的方式，實(shí)現(xiàn)了阻變器件多值存儲(chǔ)，并觀察到多值存儲(chǔ)電阻退化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可能與氧空位和離子濃度隨阻變周期的變化有關(guān)。針對(duì)測(cè)試過程中臺(tái)階阻變現(xiàn)象，建立多條導(dǎo)電通道形成與斷裂模型，揭示阻變器件多值效應(yīng)的物理機(jī)制。
　　對(duì)阻變器件進(jìn)行了抗總劑量輻照性能研究。在γ射線輻照之后，器件的阻值和操作電壓都有所退化減小，但是其I-V特性均一性增強(qiáng)。總體而言，阻變器件參數(shù)的退化并未對(duì)信息