探讨极性制备策略及掺杂对Ag/TiO_2/Pt异质结电致电阻转变特性影响中专生

论文导读：
摘要：随着现代科技生活的飞速进展，现有的信息存储器件已经不能满足人们的高需求，电阻式随机存储器(RRAM)作为一种新型的非易失性存储器，以其所具有的高速度、高密度、低功耗、制备简单等优点而越来越受到关注，有望成为下一代主要的通用存储器。现今的RRAM仍处于研发阶段，其热点集中在性能及机理的探讨上。本论文以TiO_2作为阻变层，对Ag/TiO_2/Pt异质结的阻变性能及机理进行了探讨。本论文主要探讨内容如下：1.以Pt为底电极，用磁控溅射法制备顶电极Ag，探讨用溶胶凝胶-旋涂法及磁控溅射法制备的同为锐钛矿结构的TiO_2薄膜样品的阻变性能。两种样品均呈现出稳定的双极阻变行为。样品均具有良好的保持性和疲劳性。用薄膜内场致氧离子迁移形成导电细丝及细丝断裂可以解释此阻变现象。相对于溶胶凝胶法而言，磁控溅射法制备的薄膜样品的成品率要高一些，我们认为磁控溅射法制备的样品表面粗糙度好于溶胶凝胶法，改善了电极/薄膜接触面的状态，进而提升了样品的成品率。2.探讨了Mg，Al两种金属元素掺杂的TiO_2薄膜样品的阻变性能。探讨表明，未掺杂和少量Mg掺杂的TiO_2薄膜样品表面及其粗糙，消弱了金属/薄膜界面处的肖特基势垒的作用，阻变机制主要是导电细丝起作用；而Mg掺杂量较多时薄膜表面的缺陷减少，金属电极/薄膜界面处形成的肖特基势垒成为影响其阻变的主要因素。Mg掺杂改善了电极/薄膜接触面的状态，提升了样品的成品率，样品的疲劳性有所改善。Al的掺杂使得薄膜样品内的氧空位增加，使得导电细丝更易形成，阈值电压降低，转变比率增大。3.用磁控溅射法制备Ag电极，电极/薄膜接触面的缺陷过多，导致金属电极与薄膜为欧姆接触，难以出现阻变现象，样品的成品率不高。通过在电极生长历程中给其加温，提升了器件的成品率。我们认为生长温度的提升有利于Ag在Ag/TiO_2接触面的扩散与渗透，改善了电极/薄膜接触面状态，进而提升样品的成品率。关键词：阻变存储器论文双极性电阻转变论文制备策略论文掺杂论文
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Abstract5-7
目录7-9
1 绪论9-21

1.1 引言9

1.2 非易失性存储器的种类9-11

1.3 阻变存储器的探讨进展11-15

1.4 目前提出的几种 RRAM 机理15-20

1.4.1 导电细丝模型15-17

1.4.2 肖特基势垒模型17-18

1.4.3 空间电荷限制电流机制18-20

1.5 本论文探讨内容及作用20-21

2 不同策略制备 TiO_2薄膜的阻变性能及其机理的探讨21-28

2.1 选题思路21

2.2 实验21-23

2.1 薄膜的制备21-22

2.2 样品的表征与电性测量22-23

2.3 不同策略制备的 Ag/TiO_2/Pt 异质结的 I-V 特性及阻变机制的探讨23-25
2.4 不同策略制备的 Ag/TiO_2/Pt 异质结的阻态保持性及疲劳性25-27

2.5 小结27-28

3 Mg、Al 掺杂对 TiO_2薄膜阻变性能的影响及机理的探讨28-37

3.1 选题思路28

3.2 Mg 掺杂 TiO_2薄膜阻变性能的探讨28-34

3.

2.1 实验28-30

3.2.2 不同掺杂量 Mgx:TiO_2薄膜的 I-V 特性及阻变机制的探讨30-32
3.

2.3 不同掺杂量 Mgx:TiO_2薄膜的阻态保持性与疲劳性32-34

3.

2.4 小结34

3.3 Al 掺杂 TiO_2薄膜阻变性能的探讨34-37

3.1 实验34-35

3.2 未掺杂与掺杂 Al:TiO_2薄膜样品的 I-V 特性及阻变机制的探讨35

3.3 未掺杂与掺杂 Al:TiO_2薄膜样品的阻态保持性与疲劳性35-36

3.4 小结36-37

4 Ag 电极的生长温度对 Ag/TiO_2/Pt 异质结阻变性能的影响37-41

4.1 选题思路37

4.2 不同 Ag 电极生长温度的 Ag/TiO_2/Pt 异质结的 I-V 特性37-38
4.3 不同 Ag 电极生长温度的 Ag/TiO_2/Pt 异质结的阻态保持性与疲劳性38-40

4.4 小结40-41

5 结论与展望41-43

5.1 论文总结41

5.2 论新点41

5.3 未来工作的展望41-43

参考文献43-50
致谢50