文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
微纳米阻变存储阵列的制备与机理研究
姓名:励楠
申请学位级别:硕士
专业:电子科学与技术
指导教师:方粮
2010-11
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
摘要
传统的易失性和非易失性存储器件为计算机的广泛应用发挥了极其重要的作
用。随着人们对计算机性能要求的不断提高,传统的存储器件已不能满足性能的
需求,这迫切需要研究新型的计算机存储器件。阻变存储器件是一种新型的存储
器件,目前的实现方式通常是基于交叉线存储阵列结构。由于阻变存储器件具有
结构简单、功耗低、成本少、集成度高等优点,已成为国际上重要的学术研究方
向之一。
本文从阻变存储器件的相关理论和制备技术入手,主要的实践与研究成果有:
1、制备了基于对称与非对称电极的无机钛氧化物阻变存储阵列,基于铝铂电
极的有机虎红分子存储单元。制备过程包括前期准备、底电极制造、中间
层薄膜涂覆、顶电极制造四个步骤,本文在每个步骤中均阐述了我们制备
中所使用的技术与方法,并给出了相应的制备数据与结果。
2、研究了基于对称电极无机钛氧化物阻变存储器件的机理与性能,通过对基
于对称电极无机钛氧化物阻变存储阵列的测试,提出了基于类肖特基—氧
空穴导电通道机理的 SRS 模型,得出了开态电流与中间层膜厚,线宽面积
以及氧空穴浓度之间的数学关系,通过增加线宽,增加氧空穴浓度,减小
膜厚将会提高器件的开态电流。
3、研究了基于铝/氧化铟锡电极的虎红分子存储单元产生双稳态现象的原因。
通过对比实验,发现铝电极是基于虎红分子的存储单元产生双稳态现象的
直接原因,同时阐述了基于铝/氧化铟锡电极的虎红分子存储单元双稳态现
象产生的机理。
4、研究了基于非对称铝铂电极的无机钛氧化物阻变存储阵列,发现了不对称
双稳态现象,这一点在对基于对称铂铂电极无机钛氧化物阻变存储阵列的
测试中未被观测到,不对称双稳态现象可以区别电流的流动方向,同时利
用不对称双稳态原理可以调节正反向电流的大小,从而解决交叉线结构电
路的误读现象。最后本文利用 SRS 模型对其进行了理论建模,得到了电流
与电压,势垒电阻之间的数学关系。

关键词:非易失性存储器; 钛氧化物; 性能机理; SRS 模型; 电极

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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
The traditional volatile and non-volatile semiconductor memories play a very
important role in the large-scale use puter, however, in the face of the increasing
requirement from the user, the puter memories have not met the needs,
which makes the research of the new-puter e imperative. It is a new and
essential research fields in puter technology. The resistive memory is one of
them, which is usually achieved as the Cross-Bar structure. Due to the simple structure,
low power-consuming, low cost and huge integration level, the resistive memories has
been a very important research direction in the international research field.
This article illustrates the work as follows:
1. The resistive memory arrays which are based on the titanium oxide and Rose
Bengal are fabricated. Fabrication process includes the pre-preparation, bottom
electrodes fabrication, middle layer fabrication and top electrodes fabrication.
This pape