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阻变存储器作为一种新型的非易失性存储器，在功耗、容量、速度、寿命等方面都具有非常大的优势。由于其简单的器件结构，阻变存储单元可以较容易地集成在无源交叉阵列中，以最小的单元尺寸实现最高的集成度。然而，十字交叉阵列中存在严重的串扰电流问题，会导致器件的存储信息被误读。为了克服串扰电流问题，需要串联一个具有高选择比和低关态电流的选通器件。本文主要开展了面向高密度阻变存储器应用的阈值选通器件的研宄工作，设计并制备了双向阈值选通器和可用于双极性阻变存储器的单向阈值选通器件，并将合适的阻变存储器和阈值选通器件集成在一起，验证选通器件对漏电的抑制效果。主要研究工作概括如下: (1)研究了转变层厚度、器件尺寸和上电极材料对ZrO2基单向阈值选通器件阈值转变特性的影响。揭示了转变层厚度缩小时活性金属电极扩散对器件性能的影响。通过优化转变层厚度和微缩器件的尺寸(300nm)，获得了高选择比(2×108)的单向阈值选通器件。同时，我们研究了不同Ti插入层厚度下Ag/Ti/ZrO2/Pt器件的阈值转变行为。 (2)设计并制备出优异性能的ZrO2基双向阈值选通器件。研究了退火温度和退火时间对阈值转变特性的影响，通过合适的退火处理实现了双向阈值转变特性。该双向阈值选通器件表现出优异的电学性能，比如低的漏电＜300pA)、陡峭的斜率(＜5mV/dec)、高的选择比(～107)和短的响应时间＜20ns)。同时，通过表征测试分析解释器件的双向阈值转变物理机制。 (3)设计并制备出可应用于双极性阻变存储器的非晶硅基单向阈值选通器件。在Ag/a-Si/Pt结构中我们观察到了整流特性，整流比在±1.5V时可以达到103，这种整流特性源于上下金属电极功函数的不同。通过调控限流值，可以实现Ag/a-Si/Pt器件的易失的阈值特性与非易失的存储特性之间可逆的转换。因为关态下的整流行为，该器件呈现比较大的反向电流（9mA@-3V），使得该单向的阈值选通器件可应用于双极性的阻变存储器。 (4)为了验证选通器件对漏电的抑制作用，我们选择合适的双极性阻变存储器与阈值选通器件集成形成1S-1R结构。通过读取窗口的计算，基于1S-1R单元的十字交叉阵列的存储容量得到极大的提高。