【摘 要】
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随着大数据、物联网等平台的兴起,人们对于信息存储分析的需求井喷式增长,研发低功耗、低成本、高密度、高速的存储器迫在眉睫。阻变存储器因具有器件结构简单,存储读取速度快,尺寸小,功耗低,可三维集成等优势,是新型存储器的代表之一。本论文采用Ta2O5基阻变存储器进行研究。在传统的导电机制中,人们更多的关注点在Ta/Ta2O5界面。Ta/Ta2O5界面处因电激励产生的氧空位是导电细丝的主要组成。但在本论文
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随着大数据、物联网等平台的兴起,人们对于信息存储分析的需求井喷式增长,研发低功耗、低成本、高密度、高速的存储器迫在眉睫。阻变存储器因具有器件结构简单,存储读取速度快,尺寸小,功耗低,可三维集成等优势,是新型存储器的代表之一。本论文采用Ta2O5基阻变存储器进行研究。在传统的导电机制中,人们更多的关注点在Ta/Ta2O5界面。Ta/Ta2O5界面处因电激励产生的氧空位是导电细丝的主要组成。但在本论文的研究中,Pt/Ta2O5界面在电激励中同样会产生氧空位,参与到导电通道的形成过程中。对Pt/Ta2O5界面的优化能显著的提升器件性能。本论文的工作内容主要有:（1）在Pt/Ta2O5界面处插入铜纳米晶层,提升性能参数的均匀性,提高器件的可重复性。铜纳米晶的插入使得导电细丝的生长受局域电场的限制,在循环过程中的形成与破裂时是单根的、均一的。这样简单、受控结构的导电细丝使得器件稳定性提升。（2）在Pt/Ta2O5界面处插入非晶C层,抑制了positive-set现象以及F8型双极性开关效应,这证明了Pt/Ta2O5界面处的氧置换反应同样对导电过程有影响,丰富了Ta/Ta2O5/Pt结构的物理模型。同时C层是能实现器件性能优化的插入层。在研究Ta/Ta2O5/Pt结构阻变特性的基础上,本论文提出两种有效优化Pt/Ta2O5界面的方法,并建立物理模型分析了器件性能提升的原因。这些工作对加深RRAM阻变机制的认知和器件性能的改善提供了实验和理论参考。
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