阻变式随机存储器(RRAM)由于其简单的MIM(metal-insulator-metal)结构,高擦写速度,低功耗及高密度3-D集成等优点成为下一代非挥发性存储器的主要候选者和研究热点之一。研究表明很多种介质材料都可以在外力加电场下发生阻变现象,每种材料都有其自身的优、缺点,其中过渡金属氧化物由于制作工艺简单、性能优良、与CMOS艺兼容被广泛研究。Hf02作为一种过渡金属氧化物,是常用的高K材料且电学性能稳定,因此,本文的研究将基于Hf02阻变材料的RRAM存储单元,试图解决阻变存储器研究领域中关键的科学与技术问题,为阻变存储器在材料、器件结构优化等方面的研究提供参考与指导。　　本文对阻变存储器电极材料与工作模式的优化选择进行了研究,主要内容包括：⑴研究分析了TiN/HfO2/Pt、Ti/HfO2/Pt、A1/HfO2/Pt三种不同上电极材料结构的RRAM器件的阻变特性及其相关的物理起源。结果显示顶电极材料性质对RRAM双极阻变特性有显著影响,这种影响一方面与电极材料的氧离子存储与释放能力有关;另一方面,与器件电极材料和阻变层的界面反应相关,该界面反应可能会导致电极材料在界面形成一新的金属氧化物界面层,影响阻变过程中氧离子的输运及导电通道(CF)的形成和断裂,从而影响器件阻变特性。⑵研究分析了RRAM器件set、reset过程的相互依赖关系以及器件的set/reset过程对电压扫描速率的依赖关系。在实验的基础上,提出了一个基于氧空位导电通道数量和尺寸与开关参数依赖的模型,解释了氧化物RRAM器件阻变特性对开关参数的依赖关系,为进一步了解和掌握氧化物RRAM器件阻变机制提供了有价值的参考。⑶本研究成果的取得有助于深入理解阻变现象的物理机制,并对氧化物RRAM件电极材料、编程模式的优化提供有价值的参考。