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随着计算机、手机、MP3、数码相机等便携式电子设备的普及,非挥发性存储器在断电情况下继续保存数据,因此在信息存储中扮演着越来越重要的角色。阻变存储器(RRAM)具有存储单元结构简单、速度快、功耗低、信息保持稳定、非挥发性、与CMOS工艺兼容,还可实现多值存储等优点,将有可能替代DRAM.SRAM和Flash成为未来有竞争力的新一代通用存储器。采用溶胶-凝胶法(制备ZnMn204阻变薄膜)和磁控溅射法(制备上电极)制备了以TE/ZnMn2O4/BE(TE:上电极,BE:下电极)结构为基础的阻变存储器件。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、吉时利2400Ⅰ-Ⅴ特性测试仪等对薄膜结构、形貌以及器件特性等进行测试与分析。研究了阻变薄膜厚度和退火温度、上/下电极材料、Cu和Fe掺杂对TE/ZnMn204/BE阻变存储器件性能的影响。主要内容和成果如下：(1)膜厚和退火温度对Ag/ZnMn204/p+-Si器件阻变特性均有明显影响。器件电阻随阻变层厚度增加而减小,复位电压随厚度增加而增大,置位电压与厚度不存在线性依赖关系,255nm膜厚器件具有最小的置位电压和最优的耐疲劳特性,255nm膜厚置、复位电压集中分布在2.5～3V和-3～-4V。ZnMn204薄膜晶粒尺寸随退火温度升高而变大,Ag/ZnMn204/p+-Si结构器件在高、低阻态下的电阻值随退火温度升高而增大,置、复位电压随退火温度升高无明显变化。(2)上、下电极对TE/ZnMn204/BE结构的导电类型、机制和阻变特性有明显影响。TE/ZnMn204/p+-Si结构器件都具有典型的双极型导电类型,其导电机制高阻态下是SCLC,低阻态下是Filament。TE/ZnMn204/Pt阻变器件都具有典型的单极型导电类型。Ag/ZnMn204/p+-Si无疲劳开关循环达到1000次以上,具有最优的耐疲劳特性。Ag/Cu/ZnMn204/Pt具有最小的置、复位电压且分布集中,经开关循环测试100,器件仍具有良好的阻变存储特性。TE/ZnMn204/n++-Si结构器件无明显阻变存储特性。(3)Cu.Fe的掺入对ZnMn204薄膜及其TE/ZnMn204/BE结构器件结构和性能的影响不同。Cu的掺入使Zn1-xCuxMn204薄膜晶粒较未掺杂时有明显增大,其中掺杂量x=0.10时晶粒尺寸最大,但Cu的掺入使器件的阻变性能和疲劳特性均变差。Fe的掺入使ZnMn2-yFeyO4薄膜晶粒较未掺杂的有明显减小,且随掺杂量的增大晶粒尺寸减小。掺杂量为y=0.10、0.20时,器件的ROFF/RON有明显的增大,其值分别为105、106,Fe的掺入同样并未提高器件的稳定性、耐疲劳特性。