【正文】 可以看出該同學(xué)已經(jīng)具有了查找文獻(xiàn)和解決問(wèn)題的能力，該論文文字流暢，格式規(guī)范，結(jié)果分析合理。論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；，有無(wú)創(chuàng)新之處。同時(shí)也要感謝王子平學(xué)長(zhǎng)，本論文就是在他的大力幫助下才得以順利完成。另外減少限制電流和掃描電壓，進(jìn)行Bipolar測(cè)量，發(fā)現(xiàn)又重新具有了Bipolar轉(zhuǎn)換性質(zhì)。隨后，施加低電壓和低Icc下，薄膜中一部分細(xì)絲破裂，薄膜中的氧空位在正負(fù)偏壓下在電極兩邊釋放和堆積，引起肖特基勢(shì)壘的改變，可能會(huì)沿著為破裂的細(xì)絲傳導(dǎo)，使器件又展現(xiàn)出了Bipolar行為。從圖中還可以看到Unipolar的高阻態(tài)(HRS)近似等于Bipolar的低阻態(tài)(LHS)，兩者的電流機(jī)制是相同的。圖12 摻雜La:SrTiO3薄膜的XRD圖譜樣品是利用Solgel法在Pt/Ti/SiO2/Si襯底上經(jīng)過(guò)700 oC退火得到的La:STO薄膜。(2) 準(zhǔn)確控制加熱分解溫度和時(shí)間加熱分解溫度不夠，時(shí)間太短，金屬有機(jī)化合物等不能完全分解，會(huì)使無(wú)機(jī)非晶薄膜中殘留Ti、O等雜質(zhì)，嚴(yán)重影響薄膜的質(zhì)量。C下烘干300 s左右后，以15 176。千萬(wàn)注意不能讓藥品沾在杯壁上，并要充分掌握每次取藥品的量；(3) 每次稱(chēng)取完畢后，應(yīng)立即蓋上藥品蓋，以防水解；(4) 按照2~3步驟稱(chēng)取硝酸鑭；(5) 將燒杯拿出，滴加適量的冰醋酸和乙二醇甲醚，用鑷子夾取已經(jīng)洗過(guò)的攪拌磁鐵體，放入燒杯中；(6) 將燒杯放在磁攪拌體上，開(kāi)電源，調(diào)整燒杯位置，由慢至快地調(diào)節(jié)攪拌體速度，至攪拌充分；(7) 在磁攪拌過(guò)程中，要不斷觀察溶液中的體積，放慢速度，滴加冰醋酸，使其攪拌1~2分鐘，得到a溶液；(8) 取另外一個(gè)燒杯放入電子稱(chēng)中，清零；(9) 快速打開(kāi)酞酸四酊脂(以防止水解)，用滴管滴取一定質(zhì)量的液體。實(shí)驗(yàn)器材清洗過(guò)程如下：(1) 首先進(jìn)行物理機(jī)械清洗，以去除表面殘留固體雜質(zhì)，清洗過(guò)程可加入適量鹽酸或無(wú)水酒精清除表面固體殘留物。C時(shí)失去結(jié)晶水，溶于水，微溶于醇。然后通過(guò)勻膠、提拉、浸漬等方法，把溶膠涂在襯底上面形成濕膜。滿足化學(xué)計(jì)量比的非摻雜鈦酸鍶晶體是絕緣體，廣泛應(yīng)用于PTC熱敏電阻、晶界層陶瓷電容器、加熱元件、微波及消磁元器件等領(lǐng)域。當(dāng)器件處于高阻態(tài)時(shí)，肖特基發(fā)射效應(yīng)成為主要傳導(dǎo)機(jī)制，其IV曲線如圖7所示。絕緣體材料在生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)生分解或受污染時(shí)必然產(chǎn)生大量陷阱，這些陷阱在體內(nèi)產(chǎn)生類(lèi)似于界面處的庫(kù)侖勢(shì)壘，嚴(yán)重限制了漂移電流和擴(kuò)散電流，而相鄰陷阱間的距離比較大，隧穿現(xiàn)象又很難發(fā)生，因此這時(shí)只能通過(guò)陷阱俘獲或釋放電荷的方式來(lái)控制導(dǎo)帶中電子濃度，因此PF效應(yīng)的電流密度與陷阱的密度有很大關(guān)系， 而不是由于遷移率的改變。在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，金原子在電場(chǎng)作用下，從電極擴(kuò)散到SiO2層中，形成深能級(jí)電子陷阱局域態(tài)[15]，如圖5所示。通過(guò)導(dǎo)電細(xì)絲的形成和斷裂，電阻在高低兩個(gè)狀態(tài)之間發(fā)生轉(zhuǎn)變，最新的研究數(shù)據(jù)顯示，阻變材料中可能存在很多而非一條導(dǎo)電細(xì)絲通路[12]。但阻變存儲(chǔ)器的電阻轉(zhuǎn)變機(jī)理還不明確，尚沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，成為制約RRAM存儲(chǔ)器實(shí)用化的主要障礙。目前，研究的得較多的是NiO、TiOCuOX、ZrONb2O5。(4) 單元尺寸小，存儲(chǔ)密度高，RRAM的尺寸可以小至光刻技術(shù)的特征線寬，因此其尺寸比其他存儲(chǔ)器小得多，所以存儲(chǔ)密度可以比其它RAM高1到2個(gè)數(shù)量級(jí)，而且RRAM可以實(shí)現(xiàn)多層堆積結(jié)構(gòu)[6]，另外，在RRAM中還存在多水平電阻轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，利用這些電阻狀態(tài)可存儲(chǔ)不同信息，在不改變存儲(chǔ)單元體積的條件下可實(shí)現(xiàn)更多信息的存儲(chǔ)，因此利用RRAM可獲得相當(dāng)高的存儲(chǔ)密度。盡管如此，相比其他非揮發(fā)存儲(chǔ)器，阻變式存儲(chǔ)器以其低操作電壓、低功耗、高寫(xiě)入速度、耐擦寫(xiě)、非破壞性讀取、保持時(shí)間長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、與傳統(tǒng)CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝相兼容等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究,表1列出了各種存儲(chǔ)器的性能比較。其中，一個(gè)最主要的問(wèn)題是：隨著隧穿氧化層厚度越來(lái)越小，電荷的泄漏變得越來(lái)越嚴(yán)重，直接影響Flash存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)保持性能，因而促進(jìn)了各種新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器件高速發(fā)展。鈦酸鍶。相比其他非揮發(fā)存儲(chǔ)器，阻變式存儲(chǔ)器以其低操作電壓、低功耗、高寫(xiě)入速度、耐擦寫(xiě)、非破壞性讀取、保持時(shí)間長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、與傳統(tǒng)CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝相兼容等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究，成為目前新型存儲(chǔ)器的一個(gè)重要研究方向。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，存儲(chǔ)器占有舉足輕重的地位，在過(guò)去的幾十年里，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在技術(shù)和成本控制上都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，市場(chǎng)份額越來(lái)越大，%。傳統(tǒng)的可擦除編程只讀存儲(chǔ)器和電可擦除編程只讀存儲(chǔ)器已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)今的市場(chǎng)需求，而基于浮柵結(jié)構(gòu)的快閃(flash)存儲(chǔ)器也由于較高的操作電壓和復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)一直被業(yè)界所詬病，于是各種新型的下一代非揮發(fā)性存儲(chǔ)器應(yīng)運(yùn)而生，如利用自發(fā)極化現(xiàn)象而開(kāi)發(fā)的鐵電存儲(chǔ)器(FeRAM)、利用電致相變現(xiàn)象開(kāi)發(fā)的相變存儲(chǔ)器(PRAM)、利用磁電阻效應(yīng)開(kāi)發(fā)的磁存儲(chǔ)器(MRAM)和利用電致電阻轉(zhuǎn)變效應(yīng)開(kāi)發(fā)的電阻式存儲(chǔ)器(RRAM)等[3]。它具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：(1) 高的讀寫(xiě)速度，電阻轉(zhuǎn)換速度非?？?納秒級(jí))，遠(yuǎn)高于Flash存儲(chǔ)器，可用作高速RRAM。同屬于鈣鈦礦氧化物的還包括三元的鋯酸鍶(SrZrO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)等，IBM是研究這種材料體系的代表。利用有機(jī)材料的電學(xué)雙穩(wěn)態(tài)特性制成存儲(chǔ)器件的研究也很廣泛，主要采用有機(jī)物中摻雜或是添加納米顆粒的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 細(xì)絲理論在外加電壓以及限流的作用下許多材料的電導(dǎo)會(huì)急劇變大，而在高功率的作用下電導(dǎo)又會(huì)急劇下降，呈現(xiàn)單極性，Kim等人把這種現(xiàn)象歸結(jié)于細(xì)絲(Filament)的產(chǎn)生和斷裂。當(dāng)大量的陷阱態(tài)仍是空態(tài)未被填滿(θ遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1)時(shí)，電阻表現(xiàn)為高阻態(tài)；SCLC效應(yīng)電流密度公式 (2)當(dāng)陷阱態(tài)被全部填滿(θ遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1)時(shí)，電阻表現(xiàn)為低阻態(tài)；SCLC效應(yīng)電流密度為 (3)通過(guò)(2)和(3)發(fā)現(xiàn)，陷阱態(tài)在未被填滿和全部填滿的情況下，SCLC效應(yīng)電流密度相差一個(gè)比率，從而導(dǎo)致電阻發(fā)生變化。若此時(shí)迅速撤去外加電壓，能帶彎曲處陷阱中的電子不能及時(shí)釋放出來(lái)，在聲子的作用下，電子逐漸隧穿到Ⅱ區(qū)的局域態(tài)能帶頂部并駐留下來(lái)，形成附加電子勢(shì)壘，阻礙電子進(jìn)入局域態(tài)，如下圖所示，SiO2薄膜進(jìn)入高阻狀態(tài)，此時(shí)加一個(gè)較小的電壓就可以讀取儲(chǔ)存的信息。 肖特基發(fā)射效應(yīng)肖特基發(fā)射效應(yīng)是一種與界面態(tài)有關(guān)的機(jī)制，受鏡像力的影響使勢(shì)壘高度發(fā)生變化。對(duì)薄膜電學(xué)性能的研究是通過(guò)測(cè)量電阻的形式來(lái)進(jìn)行的，因此阻變存儲(chǔ)器的制備對(duì)所得的薄膜電學(xué)性能有著重要的影響，應(yīng)用于阻變存儲(chǔ)器的La:STO薄膜材料，其存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)一般采用三明治MIM結(jié)構(gòu)(圖8)，MIM結(jié)構(gòu)外加電場(chǎng)能夠被有效地利用，而且MIM結(jié)構(gòu)還有效地避免了共面結(jié)構(gòu)中存在的邊緣效應(yīng)[18]。表3[20] 幾種薄膜制備方法比較方法參數(shù)溶膠凝膠法濺射法化學(xué)氣相沉積法激光沉積法顯微結(jié)構(gòu)好好很好好均勻性好好很好好化學(xué)計(jì)量比很好較好很好好摻雜容易困難容易困難厚度控制困難容易容易容易附著力好很好好好重現(xiàn)性高中高較高前驅(qū)體容易很容易困難很容易其中，溶膠凝膠法相對(duì)于其他方法具有制備過(guò)程簡(jiǎn)單、均勻性好、易于控制薄膜組分、不需要極端和復(fù)雜設(shè)備、成膜面積大、生產(chǎn)成本低、與常規(guī)微電子技術(shù)相兼容等優(yōu)點(diǎn)而成為現(xiàn)在的主流方法。6H2O = (Sr1x Lax)TiO3 + 有機(jī)物＋…… (5)如果實(shí)驗(yàn)中需要配置15 mol/，則所需化學(xué)試劑的量計(jì)算如下：(1) 乙酸鍶的質(zhì)量：= g (6)(2) 鈦酸四丁酯的質(zhì)量：= g (7)(3) 硝酸鑭的質(zhì)量： g (8) 實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備在配置前驅(qū)體溶液之前應(yīng)該要準(zhǔn)備的器材有：燒杯(50 ml)、定量濾紙(中速)、攪拌磁子、一次性吸管、清洗干凈的藥匙、稱(chēng)量紙以及標(biāo)簽紙等等。冰醋酸CH3COOH≥%(AR)無(wú)色透明液體，能與水、乙醇、乙醚、甘油混溶，吸濕性液體。按照預(yù)期制備薄膜成分及各種組分的化學(xué)方程式，計(jì)算配制薄膜所需各種藥品的質(zhì)量，以備稱(chēng)量。一般放置前驅(qū)體溶液的容器和滴管內(nèi)壁上均會(huì)有灰塵和大顆粒存在，為保證甩出來(lái)的膜比較光滑，甩膜前仍需再過(guò)濾。圖11 制膜流程圖注意事項(xiàng)(1) 配制的溶液濃度要精確溶液的濃度越大，溶液黏度越大，勻膠時(shí)濕膜相對(duì)較厚。(4) 將薄膜從處理爐中取出時(shí)應(yīng)盡量迅速密封保管好，縮短與空氣接觸時(shí)間，以防止被空氣中的水汽及灰塵污染。采用Unipolar 測(cè)量方式，設(shè)定Icc=1 mA，5 mA，器件的Set電壓大概3 V左右， V之間，高低阻的比值可達(dá)3個(gè)數(shù)量級(jí)，具有穩(wěn)定的Unipolar阻變性質(zhì)，而且Set電壓和Reset電壓都比未摻雜的STO低，這樣在器件應(yīng)用中具有更低的能耗。圖16 (b)對(duì)Bipolar的高阻態(tài)(HRS)和低阻態(tài)(LRS)曲線模擬，對(duì)于HRS，電壓取平方根，電流取對(duì)數(shù)，成線性關(guān)系，說(shuō)明是肖特基(Schottky)發(fā)射機(jī)制，其發(fā)生于金屬電極和半導(dǎo)體介面，屬于介面效應(yīng)[25]，而LRS電流機(jī)制則為SCLC理論，這與圖15 (a) Unipolar的HRS與Bipolar的LRS相重合是一致的，其阻變機(jī)制可能與肖特基勢(shì)壘高低有關(guān)。溶膠凝膠法具有制備過(guò)程簡(jiǎn)單，均勻性好，易于控制薄膜組分，不需要極端和復(fù)雜設(shè)備，成膜面積大，生產(chǎn)成本低，與常規(guī)微電子技術(shù)相兼容等優(yōu)點(diǎn)，將來(lái)極有可能用于阻變式存儲(chǔ)器的生產(chǎn)中。唐老師認(rèn)真而耐心地指導(dǎo)我，帶領(lǐng)我做實(shí)驗(yàn)，測(cè)數(shù)據(jù)，并給予了很多幫助和建議。 二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題 阻變存儲(chǔ)器的作用機(jī)理； 溶膠凝膠法制備La:STO鐵電薄膜； La:STO薄膜的阻變性能測(cè)試。這種材料具有優(yōu)異的阻變性能，在未來(lái)阻變存儲(chǔ)器中具有廣闊的應(yīng)用前景。指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ)答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日答辯委員會(huì)意見(jiàn)答辯委員會(huì)主任：。由于溶膠凝膠法相對(duì)于其他方法具有制備過(guò)程簡(jiǎn)單，均勻性好，易于控制薄膜組分，不需要極端和復(fù)雜設(shè)備，成膜面積大，生產(chǎn)成本低，與常規(guī)微電子技術(shù)相兼容等優(yōu)點(diǎn)，所以本文詳細(xì)介紹了溶膠凝膠法制備La:STO鐵電薄膜的基本原理和制備過(guò)程，并對(duì)制得的La:STO薄膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和電學(xué)性能測(cè)試。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)論文(設(shè)計(jì))題目： 摻鑭的鈦酸鍶薄膜的阻變性能研究 指導(dǎo)教師： 唐 明 華 教 授 系主任： 唐 明 華 教 授 一、主要內(nèi)容及基本要求 了解存儲(chǔ)器的