【摘 要】
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阻变存储器（RRAM）是一种新型非挥发性存储器,具有读写速度快、存储密度高、功耗低、擦写次数多、成本低与传统CMOS工艺相兼容等优点,被认为是下一代非挥发性存储器最有力的竞争
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阻变存储器（RRAM）是一种新型非挥发性存储器,具有读写速度快、存储密度高、功耗低、擦写次数多、成本低与传统CMOS工艺相兼容等优点,被认为是下一代非挥发性存储器最有力的竞争者,吸引了大量研究人员的关注。本文研究了VOx薄膜以及Ag/VOx/Al结构与Ni/VOx/Al结构的阻变器件。主要研究包括以下内容:1、本论文以V2O5靶作为溅射靶材,以硅片作为衬底,制备了VOx薄膜,并通过改变氧分压比例、退火温度与退火时间等条件研究不同条件下制备的VOx薄膜的表面形貌与晶面组成。结果表明:随着氧分压比例的增加,VOx薄膜的生长速率会逐渐降低;在未退火条件下,VOx薄膜的粗糙度随氧分压比例的增加先降低后增加;在200℃退火条件下,VOx薄膜的粗糙度随退火时间的增加先降低后增加;在退火时间为150秒的条件下,VOx薄膜的粗糙度随退火温度的增加先降低后增加;在已研究的各个氧分压与退火条件中,V2O5的晶面为（-131）的峰强度最高。2、对Ag/VOx/Al结构的阻变存储器进行研究,利用磁控溅射和电子束蒸发设备分别制备上电极Ag与下电极Al,研究不同氧分压比例、不同退火时间、不同退火温度等条件下的Ag/VOx/Al结构的阻变存储器电学性能,并获得性能较优的器件。研究表明:对于未退火的Ag/VOx/Al器件,氧分压为15%与16.67%时阻变性能最优;当退火温度为200℃时,退火时间为150秒的器件的阻变性能最优;当退火时间为150秒时,退火温度为200℃与300℃的阻变性能最优;Ag/VOx/Al结构的阻变存储器的高阻态（HRS）的传输机制为空间电荷限制电流（SCLC）机制,低阻态（LRS）的传输机制为欧姆机制,器件的阻变机制为金属导电细丝机制。3、对Ni/VOx/Al结构的阻变存储器进行研究,详细分析了Ni/VOx/Al结构阻变器件的电学特性与阻变机理。结果表明:Ni/VOx/Al结构的阻变器件表现出电子型双极阻变特性及低阻态非线性特性,保持特性优秀;器件的HRS和LRS的阻值与限流成反比例关系;器件在负向电压区域的HRS与LRS的传输机制为SCLC机制,器件在正向低电压区域的HRS与LRS的传输机制为肖特基发射机制,器件发生阻变的原因是缺陷对电子的俘获与释放。
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