非揮發性阻變存儲器的無源集成方式研究

《非揮發性阻變存儲器的無源集成方式研究》是依託中山大學，由吳曙翔擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：非揮發性阻變存儲器的無源集成方式研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：吳曙翔
• 依託單位：中山大學

中文摘要

阻變存儲器因其結構簡單、可三維堆疊、擦寫速度快以及功耗低等優點，已成為非揮發性存儲器領域的研究熱點，而提高阻變存儲器的抗串擾性能是當前亟需解決的技術關鍵和難點。本項目在研究NiO基薄膜器件阻變存儲特性及整流特性的基礎上，提出採用以NiO為存儲器和以Li:NiO為選擇器，製備阻變存儲器的無源交叉陣列。通過研究NiO薄膜中Li的摻雜濃度與其阻變存儲特性、整流特性之間的內在作用規律，深入理解阻變存儲的微觀機制並建立存儲和整流特性轉換的物理模型。在理論指導下提高器件的抗串擾性能，建立無源RRAM存儲可靠性的研究方法。本課題的研究，將有助於澄清器件阻變存儲特性的物理機制，加深基於整流特性的無源交叉RRAM陣列的集成方式認識，為最佳化器件的結構和功能、實現高密度集成的阻變存儲器提供理論和實驗依據。

結題摘要

基於過渡金屬氧化物電致阻變特性的阻變存儲器在未來具有廣闊的套用潛力，是目前的熱點研究領域。本項目從存儲器材料的選擇、器件製備工藝、器件結構、性能最佳化以及集成方式方面開展研究。首先，採用金屬氧化物薄膜作為存儲介質，通過改變金屬氧化物電極的功函式方式調節電極與氧化物存儲介質間的肖特基勢壘高度，實現了具有高整流效應的阻變存儲特性。這種整流效應可套用於交叉存儲陣列，成為其高密度集的選擇單元。此外，通過調控限制電流大小，研究了器件從偶極性、單極性至至閾值型阻變效應的轉換過程的物理微觀機制，並獲得了穩定的閾值型阻變效應和一次性寫入重複讀取的存儲特性，可分別用於解決集成器件因漏電流引起的信號串擾問題和永久性的數據存儲。本項目研究工作的完成，不僅完善了阻變存儲特性的調控方式、微觀物理機制以及高密度交叉陣列集成方式等理論，也為阻變存儲器的套用提供實驗依據。