基于TiO2柔性阻變存儲(chǔ)器性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，人們對(duì)于輕便超便攜，低功耗及高密度快速存儲(chǔ)設(shè)備的要求越來(lái)越高，而且鑒于傳統(tǒng)Flash存儲(chǔ)器在集成電路工藝技術(shù)發(fā)展中受到限制，新型非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，如RRAM(ResistiveRandomAccessMemory,RRAM)，以其低功耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、操作電壓低、讀寫速度快、與現(xiàn)在半導(dǎo)體工藝兼容等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外引起了廣泛的關(guān)注和研究。其中，柔性材料因其輕便、低成本及良好的抗機(jī)械彎曲等優(yōu)勢(shì)性能在電子行業(yè)

2、、傳感器領(lǐng)域及太陽(yáng)能薄膜電池行業(yè)得到了大量的研究與發(fā)展，基于以上技術(shù)趨勢(shì)，對(duì)柔性阻變存儲(chǔ)器的研究也越來(lái)越引起大家的重視。
　　 本論文主要研究了基于TiO2的柔性阻變存儲(chǔ)器在采用不同電極材料的情況下的性能變化，采用超高真空磁控濺射在經(jīng)過(guò)退火處理的聚酰亞胺PI薄膜上沉積金屬-絕緣體-金屬(MIM)三明治結(jié)構(gòu)，并利用臺(tái)階儀，原子力顯微鏡(AFM)，四探針電阻測(cè)試儀及半導(dǎo)體參數(shù)分析儀(SPA)對(duì)薄膜厚度形貌及開關(guān)特性進(jìn)行表征與分析。<

3、br>　　 具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 首先，研究了不同襯底材料及襯底處理對(duì)電極薄膜形貌性能及阻變薄膜性能的影響。測(cè)試結(jié)果表明:Si襯底上電極薄膜形貌表面平整，顆粒大小均勻，分布致密，未經(jīng)過(guò)退火處理的PI薄膜上電極材料形貌較差，Si襯底上電極電阻率為80mΩ/□，但器件都表現(xiàn)出了良好的阻變特性。
　　 其次，在經(jīng)過(guò)退火處理的PI薄膜襯底上，研究了不同延展性下電極對(duì)TiO2阻變薄膜性能的影響。通過(guò)磁控濺射在PI襯底上分別沉

4、積了Cu，Al，W,Ag作為電極材料，以Cu，W，Ag為下電極制備的存儲(chǔ)器件具有良好的單極阻變特性，以Al為下電極的器件表現(xiàn)出來(lái)良好的雙極阻變特性。
　　 最后，研究了在不同電極材料下，柔性阻變存儲(chǔ)單元的機(jī)械抗彎曲性能。在不同下電極上采用相同工藝條件沉積TiO2薄膜，測(cè)試其電阻開關(guān)特性，之后對(duì)其進(jìn)行不同程度的彎曲測(cè)試，開始都表現(xiàn)出良好的柔韌性，阻變特性無(wú)明顯衰退，在經(jīng)過(guò)500次彎曲后，以Cu，Al，Ag作為下電極的器件阻變倍率出