本文将研究RRAM的注意力集中在Hf O2金属氧化物材料上,因为其组份简单且制备工艺与目前的CMOS工艺相兼容。在基于Hf O2材料的阻变存储器中,我们从器件结构等多个角度出发分析了提高器件性能的途径。详细介绍了实验制备过程,研究了不同电学测量方法和材料厚度对数据保持特性和稳定特性的影响。主要开展了基于Hf O2、Ta Ox/Hf O2材料RRAM器件电阻转变特性以及电阻转变机制方面的研究。研究内容如下:为了进一步提升Pt/Hf O2/Pt存储器件性能,以获得较高的均一性和较低电阻率,研究了不同电激活操作电压下对制备的Hf O2薄膜的电学性能的影响,结果发现在负向发orming电压激活后Hf O2薄膜的性能得到了较大提升,并且与理论基础相符合。Pt/Ta Ox/Hf O2/Pt器件是一个多阻态存储器,通过Retention性能测试证实该器件能够稳定的保持三个阻态,所以该器件能够很好的保存“0”、“1”和“2”三个存储值。而且器件的高低电阻之比很大,每次阻态发生跳变时,高阻态电阻值(RHRS)和低阻态电阻值(RLRS)之比都在104倍左右,因此在电路中能够很好的区分各存储状态。并且阻值跳变时的电压相对集中,有利于用一个相对固定的电压值对器件进行读和写。我们认为其阻变机制是由细丝效应和SCLC效应共同作用的。对Ti/Hf Ox/Pt器件的尺寸问题进行了研究,分析了不同厚度的Ti电极对Ti/Hf Ox/Pt器件阻变性能的影响,我们认为由于器件中氧离子与氧空位的移动,使器件中形成细丝而导致器件导通。研究发现当Ti层厚度减小时,打开电压随之降低,但是Ti电极为2nm时,可能全部氧化,导致出现了大量的氧空位,就容易击穿。当Ti电极加厚时,器件表现出了良好的稳定阻变特性,我们认为是由于Ti电极类似一个氧离子库,能够存进足够多的氧离子,所以器件的疲劳特性比较好。