電阻式存儲(chǔ)器特性測(cè)試儀及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，人們對(duì)手持式便攜終端的需求量是越來(lái)越大。手機(jī)、移動(dòng)硬盤(pán)、MP3、筆記本電腦等高科技產(chǎn)品已經(jīng)日益成為人們生活中不可或缺的工具。存儲(chǔ)器作為這些產(chǎn)品的重要部件，它的性能也成為人們研究的熱點(diǎn)。為了適應(yīng)產(chǎn)品低功耗、小型化、高速化的發(fā)展，對(duì)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)功耗、讀寫(xiě)速度和存儲(chǔ)密度要求也越來(lái)越高。目前市場(chǎng)上主流的存儲(chǔ)器Flash的特征尺寸已經(jīng)接近極限值，再繼續(xù)縮小其特征尺寸值會(huì)導(dǎo)致柵絕緣層的厚度繼續(xù)減小，當(dāng)尺寸小到一定值后會(huì)導(dǎo)致電子的隧

2、穿效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)，漏電流劇增，器件的可靠性和穩(wěn)定性就會(huì)受到很大的影響。所以，要提高基于該結(jié)構(gòu)的Flash的存儲(chǔ)密度將會(huì)變得更加困難。另外，便攜式數(shù)據(jù)終端的低功耗要求和節(jié)能環(huán)保的社會(huì)要求也將阻礙高功耗Flash存儲(chǔ)器的發(fā)展。目前有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)Flash存儲(chǔ)器的新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器主要有：鐵電存儲(chǔ)器(FeRAM)、磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器(MRAM)、相變存儲(chǔ)器(PCRAM)和電阻式存儲(chǔ)器(ReRAM)等。其中電阻式存儲(chǔ)器相比其他幾種新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)具有

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、制備方便、材料豐富并與傳統(tǒng)的COMS工藝兼容性較好等特點(diǎn)，近期越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
　　由于目前還沒(méi)有有關(guān)ReRAM穩(wěn)定性或工作壽命方面的測(cè)試設(shè)備，本論文設(shè)計(jì)了一種相對(duì)簡(jiǎn)單的薄膜電阻開(kāi)關(guān)Ⅰ-Ⅴ特性及ReRAM壽命測(cè)試裝置，該裝置具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、攜帶方便和成本低廉等特點(diǎn)，比較適合于實(shí)驗(yàn)室研究使用。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了(1)向器件兩端輸出一個(gè)由小到大的模擬電壓，精度在0.05V以內(nèi)；(2)實(shí)時(shí)檢測(cè)器件兩端的電壓變化，并

4、接收器件兩端的反饋電壓輸入；(3)根據(jù)器件所處的不同狀態(tài)，能自動(dòng)切換限流保護(hù)電阻；(4)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的循環(huán)與終止的判斷，以及計(jì)數(shù)的累加。
　　本實(shí)驗(yàn)還利用射頻磁控濺射法在重?fù)焦枭现苽淞瞬煌练e時(shí)間的Bi2O3薄膜，通過(guò)上述自制的測(cè)試裝置對(duì)薄膜的電阻開(kāi)關(guān)特性和壽命進(jìn)行了測(cè)試和研究。結(jié)果表明：在各個(gè)沉積時(shí)間下的Bi2O3薄膜均具有良好的單極性電阻開(kāi)關(guān)特性，且隨著沉積時(shí)間的增加，薄膜的Set電壓、Reset電壓、Reset電流和Rese