随着半导体工艺技术的不断发展,人们能够获得的电子产品越来越先进,越来越高端。与此同时,由于诺基亚和苹果对柔性概念机的推出,人们纷纷将目光投向未来的柔性电子产品,目前,柔性电子产品的研究还只是处于探索阶段,虽然已经有一些半导体厂商开始尝试生产和销售柔性LED等柔性显示产品,但是产品的性能跟目前基于CMOS系统的硅基产品相比还是有很大差距的。为了实现这一目标,最基础的工作便是在柔性衬底上,制备出性能优越的存储器件,究其性能要求要低于其他的功能器件,如逻辑器件、射频器件、传感器件等。此外,由于信息社会的不断膨胀,人们对数据的需求不断增长,因此对存储密度、速度、成本和功耗的要求与日俱增。目前主流的flash存储器已经由于自身的结构限制,正面临着严峻的挑战,一些新型的非挥发存储器开始进入人们的目光,然而这些存储器也有自己的一些缺点,目前还不能成为flash的替代者。近年来,RRAM开始不断受到工业界和学术界的亲睐以其结构简单、微缩能力强、保持时间长、操作电压低一级与传统CMOS工艺兼容等特点。本论文首先从对RRAM器件相比其他新兴存储器件的优点出发,同时介绍了当今比较具有优势的薄膜淀积技术—原子层淀积技术(ALD),同时比较了其他的一些薄膜淀积技术的优劣性。通过利用低温原子层淀积技术(LTALD)在柔性衬底上生长和制备二元金属氧化物薄膜出发,对这些制成的薄膜进行了材料表征,结果显示通过LTALD技术制备的薄膜和传统ALD技术淀积的薄膜拥有相同的质量。这一结果,使得在柔性衬底上低温方法淀积薄膜成为可能,并且能够成为未来薄膜器件的主要制备手段之一。其次,从基于LTALD制备的二元金属氧化物的FRRAM器件着手,介绍了器件的制备方法,并研究和分析了基于TiN/Al2O3/ITO和TiN/HfO2/ITO结构的器件的阻变特性、耐擦写特性以及数据保持特性,并整理和总结了基于high-k薄膜和MIM结构的FRRAM器件的电流机制。最后,通过使用堆栈结构,对FRRAM器件的性能进行了优化,并对堆栈结构的厚度也进行了优化,通过优化的器件显示出了相当优异的阻变和数据保持性能,以及在擦写过程中操作电压的一致性和集中分布性。同时,在通过对堆栈结构FRRAM电流机制和阻抗分析,得出了FRRAM器件的微观阻变机理和等效电路,为后来FRRAM器件的深入研究提供了思路。在本论文末尾,对本文的实验工作进行了总结论述,并对FRRAM的未来和柔性电子的未来发展做出了展望。