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摻鑭的鈦酸鍶薄膜的阻變性能研究分析畢業(yè)論文(存儲版)

2024-07-17 13:12上一頁面

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【正文】 概論; 了解阻變存儲器的作用機(jī)理及其器件結(jié)構(gòu); 掌握溶膠凝膠法制備薄膜的基本原理和制備過程; 對制得的La:STO鐵電薄膜進(jìn)行阻變性能測試。 參考文獻(xiàn)[1] 左青云, 劉明, 龍世兵等, 阻變存儲器及其集成技術(shù)研究進(jìn)展 [J]. 微電子學(xué), 2009, 39(4):546.[2] 葉志, (Bi,Nd)4(Ti,V)3O12鐵電薄膜的制備及薄膜印記失效分析 [D]. 2007, 6.[3] G. I. Meijer. Who wins the nonvolatile memory race? [J]. Science, 2008, 319: 16251626. [4] W. W. Zhang, et al., Thin film nonvolatile resitance random access memory (RRAM) [C]. IEDM Tech. Dig., 2002, 193197.[5] A. Chen, et al., Nonvolatile resistive switching for advanced memory applications [C]. IEDM Tech. Dig., 2005, 746750.[6] L. Chua. Resistance switching memories are memristors [J]. Appl. Phys. A, 2011, 102: 765783.[7] S. Kim, H. Moon, D. Gupta, S. Yoo and Y. K. Choi. Resistive switching characteristics of solgel zinc oxide films for flexible memory applications [J]. IEEE Electron Device Lett., 2009, 56(4): 696699.[8] J. F. Scott and C. A. Araujo. Ferroelectrics Memories [J]. Science, 1989, 246: 14001405. [9] S. 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Phys., 2010, 107: 094506. 致 謝本論文是在導(dǎo)師唐明華教授的悉心指導(dǎo)下完成的。對于RRAM的存儲機(jī)理目前認(rèn)識尚未充足,是制約阻變存儲器應(yīng)用的主要障礙。對電壓取平方根,電流與電壓的比值取對數(shù),呈線性關(guān)系,高阻態(tài)(HRS)符合空間限制電流效應(yīng)(SCLC)機(jī)制。限制電流小于1 mA時,器件有雙極轉(zhuǎn)換性質(zhì),當(dāng)增大限制電流到1 mA時,薄膜實現(xiàn)了軟擊穿,IV曲線表現(xiàn)出完美對稱(the red line),Bipolar性質(zhì)消失。只有正確選擇勻膠速度,使鈦酸鍶的前驅(qū)體溶液充分鋪展,才能得到均勻性良好的薄膜,同時有利于有機(jī)溶劑的揮發(fā)。然后在700 176。如有說明配液失敗。(3) 最后放入干燥箱干燥備用。6H2O≥98%(AR)無色粒狀結(jié)晶,易溶于水和醇,易潮解。 摻雜La:SrTiO3前驅(qū)體溶液配置根據(jù)溶膠凝膠理論,按照反應(yīng)方程式中各離子的摩爾比寫出簡化后的化學(xué)反應(yīng)通式如下:(1x) SrC4H6O4 制備方法采用不同工藝制備的摻鑭的鈦酸鍶(La:STO)薄膜所獲得的性能也不相同。在外加電壓下,器件的電阻會在高阻態(tài)和低阻態(tài)之間發(fā)生轉(zhuǎn)換,從而實現(xiàn)1和0的存儲。PF效應(yīng)電流密度公式為: (4)式中:E是電場,ΦB是勢壘高度,k是玻爾茲曼常數(shù),εi是材料的介電常數(shù)將器件的IV測量結(jié)果換算成電場的平方根E1/2對電流密度除以電場的對數(shù)㏑(J/E)特性曲線,若電場的平方根E1/2與㏑(J/E)成線性關(guān)系,其IV曲線如圖6所示。加大電壓至Vmax,能帶彎曲加大,局域態(tài)能帶的頂部接近費(fèi)米能級,這時局域態(tài)內(nèi)部的電子隧穿通道減少,隧穿難度加大,電流急劇下降,SiO2薄膜進(jìn)入到負(fù)微分電阻區(qū)。盡管目前關(guān)于細(xì)絲存在不同意見,但都一致認(rèn)為細(xì)絲產(chǎn)生的低阻態(tài)電流一般跟電極面積無關(guān)。圖2 (a) 單極型RRAM的IV曲線,(b) 雙極型RRAM的IV曲線[11]從圖中可以看出,單極型阻變存儲器通過改變外加電壓的大小即可改變電阻,雙極型阻變存儲器改變外加電壓的極性即可改變電阻大小。目前報道較多的是硫化物或氧化物材料中摻Cu或Ag基于這類材料的器件操作電壓低、讀寫次數(shù)高。具有阻變材料效應(yīng)的材料種類繁多,研究的比較多的材料有四大類:(1) 鈣鈦礦氧化物,RRAM的材料體系開發(fā)的最早的是鈣鈦氧化物,如PCMO、LSMO等,其中,有代表性的研究單位是美國休斯頓大學(xué)Iganatiev小組和日本的夏普公司[8]。如果把高阻態(tài)定義為1,低阻態(tài)定義為0,則這種電阻就可以實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的功能。當(dāng)前數(shù)字科技的飛速發(fā)展,一方面逐步暴露出現(xiàn)有隨機(jī)存儲技術(shù)的缺陷,如半導(dǎo)體隨機(jī)存儲器的弱點(diǎn)之一就是其易失性,在斷電情況下信息丟失且易受電磁輻射干擾,這一缺陷極大地限制了該技術(shù)在國防、航空航天等一系列關(guān)鍵高科技領(lǐng)域的應(yīng)用;另一方面,也對現(xiàn)有信息存儲產(chǎn)品的性能提出了高速度、高密度、長壽命、低成本和低功耗等更高要求,迫切需要在器件物理、材料、器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)等方面取得新的突破[2]。 Solgel1 緒 論 存儲器概論存儲器是一種記憶部件,用來存儲數(shù)字信息,其最基本的結(jié)構(gòu)是可存儲二進(jìn)制“0”和“1”信息的單元。畢業(yè)論文題 目:摻鑭的鈦酸鍶薄膜的阻變性能研究目 錄摘要…………………………………………………………………………………...………1Abstract……………………………………………………………………………….………1關(guān)鍵詞………………………………………………………………………………...………1Keywords…………………………………………………………
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