錳鋅化合物電致阻變薄膜及其異質(zhì)結(jié)的制備與性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的非易失性存儲(chǔ)器(NVW)硅基flash存儲(chǔ)器遇到了尺寸無(wú)法繼續(xù)縮小的瓶頸，已經(jīng)限制了flash存儲(chǔ)器的進(jìn)一步發(fā)展。因此，尋找下一代非易失性存儲(chǔ)器得到了廣泛的關(guān)注與研究。阻變存儲(chǔ)器(RRAM)由于具有低功耗，高存儲(chǔ)密度，高操作速度，耐疲勞，長(zhǎng)保持，多級(jí)存儲(chǔ)，與CMOS工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)，使其成為下一代NVW的強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者。
　　本文采用溶膠-凝膠法(Sol-gel)在 p++-Si或 Pt/TiO2/Si

2、O2/Si襯底上制備了Mg0.2Zn0.8O、La0.67Ca0.33MnO3、Mg0.2Zn0.8O/La0.67Ca0.33MnO3、Mg0.2Zn0.8O/ZnMn2O4薄膜，利用 XRD與 SEM對(duì)薄膜進(jìn)行表征。以各薄膜為基礎(chǔ)，構(gòu)建了不同結(jié)構(gòu)的阻變器件，研究了各器件的阻變性能。主要內(nèi)容和成果如下：
　　(1)研究了退火溫度對(duì)Ag/Mg0.2Zn0.8O/p++-Si器件的阻變性能影響。不同退火溫度得到的器件都具有優(yōu)異的雙極

3、性電阻開(kāi)關(guān)特性。器件在高阻態(tài)的導(dǎo)電機(jī)制為肖特基勢(shì)壘發(fā)射，在低阻態(tài)的導(dǎo)電機(jī)制為導(dǎo)電細(xì)絲傳導(dǎo)。經(jīng)過(guò)100次循環(huán)測(cè)試后，不同溫度退火的器件均無(wú)明顯的阻變特性。
　　(2)研究了退火溫度對(duì) Ag/La0.67Ca0.33MnO3/p++-Si器件的阻變性能的影響。不同溫度退火的器件具有雙極性的開(kāi)關(guān)特性，器件在高阻態(tài)的導(dǎo)電機(jī)制遵循肖特基勢(shì)壘發(fā)射，在低阻態(tài)的導(dǎo)電機(jī)制為SCLC。通過(guò)1000次循環(huán)測(cè)試可知，650℃和700℃退火的器件比經(jīng)600

4、℃和750℃退火的器件具有更好的抗疲勞特性。隨著退火溫度的增加，器件的置位電壓改變不大，復(fù)位電壓變小，分布變集中。
　　(3)在 p++-Si襯底上制備了具有優(yōu)異雙極性電阻開(kāi)關(guān)特性的Ag/MZO/LCMO/p++-Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件。器件表現(xiàn)出優(yōu)異的、多級(jí)的電阻開(kāi)關(guān)特性。器件在高阻態(tài)與低阻態(tài)的導(dǎo)電機(jī)制分別為肖特基勢(shì)壘發(fā)射與SCLC。經(jīng)過(guò)循環(huán)測(cè)試，器件表現(xiàn)出良好的抗疲勞特性與保持特性。置、復(fù)位電壓分布較集中。以Pt/TiO2/SiO2

5、/Si為襯底制備了Ag/MZO/LCMO/Pt器件與Ag/LCMO/MZO/Pt器件，由于器件的堆疊順序不同，得到了兩種不同類型的開(kāi)關(guān)類型，器件的置、復(fù)位電壓相差較大，兩種結(jié)構(gòu)器件的導(dǎo)電機(jī)制也不同，其抗疲勞特性也有差異。
　　(4)以 p++-Si為襯底制備了具有雙極性與多級(jí)電阻開(kāi)關(guān)特性的Ag/Mg0.2Zn0.8O/ZnMn2O4/p++-Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件。器件在高、低阻態(tài)的導(dǎo)電機(jī)制分別為肖特基勢(shì)壘發(fā)射和SCLC。器件經(jīng)過(guò)100