【摘 要】
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为了满足市场需求,传统的硅基存储器件的尺寸不断缩小,最终将不可避免的到达其物理极限,因此新型非易失性存储器件的研发成为了存储领域的热点。其中阻变存储由于结构简单、
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为了满足市场需求,传统的硅基存储器件的尺寸不断缩小,最终将不可避免的到达其物理极限,因此新型非易失性存储器件的研发成为了存储领域的热点。其中阻变存储由于结构简单、存储密度大、低功耗、速度快及与传统CMOS工艺兼容等优势,成为下一代新型存储器件有力的竞争者。过渡金属氧化物ZnO具有良好的电学和光学性能,且制备简单、成膜均匀、稳定好,被广泛应用于阻变存储、紫外探测及太阳能电池等领域。本文采用溶胶-凝胶法制备了基于ZnO纳米粒子的阻变存储器,并对其电双稳态特性进行研究。采用ZnO薄膜作为阻变层,制备了ITO/ZnO/Al和Al/ZnO/Al单层结构器件,通过对比Ⅰ-Ⅴ曲线,发现电极界面在阻变存储中起到了关键作用。且经过一系列工艺优化,Al/ZnO/Al阻变存储器件的开关比达到了2.5×105。采用ⅢA族金属离子Al3+、Ga3+、In3+对ZnO进行掺杂,发现ZnO薄膜的载流子浓度和迁移率的依次增加,导致器件的OFF态电流也依次增大。采用惰性导电材料,制备了ITO/ZnO/PS/Al双层结构器件,与单层ITO/ZnO/Al器件相比,器件出现了典型的电双稳态现象。对ZnO进行不同金属离子掺杂增加阻变层的电荷量,同时利用PS层阻挡电荷降低OFF态电流,采用双向调节的方式调整器件的存储性能。最后结合温度电阻实验和器件的能级结构对器件的阻变机制进行了分析。
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