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目前,Flash闪存是当今最流行的非易失性存储器。但现在Flash技术已经开始面临各种瓶颈,比如操作速度慢、存储密度低、操作电压高、尺寸难以缩小。为了寻找一种具备高密度、低功耗、高速度、低成本的存储器件,科学家们对下一代新型非易失性存储器进行了大量研究,包括磁存储器、铁电存储器、相变存储器和阻变存储器。其中,阻变存储器(RRAM)通过外加电压,可以使这种存储器件单元的电阻能够在高阻态与低阻态之间转换。与其他三类非易失性存储器相比,阻变存储器不仅结构简单、操作速度快、功耗小,而且还能解决尺寸缩小的问题,同时在保持特性以及数据存储上都表现的非常优秀。此外,阻变存储器可以实现三维高密度集成,已成为新型非易失性存储器的有力竞争者。铁酸铋BiFeO3作为被发现具有阻变现象的材料之一,因其在非易失性存储器中的潜在应用而受到广泛关注。本文通过脉冲激光沉积法(PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了铁酸铋(BiFeO3)为阻变层的薄膜阻变存储器单元。对BiFeO3薄膜的物相成分、微观形貌和电学性能进行了表征,通过系列实验,研究了沉积温度、氧分压和薄膜厚度对BiFeO3结构和性能的影响,通过优化制备工艺,在625℃、1.5Pa环境下生长出具有纯相、结构致密、具有良好阻变效应的BiFeO3薄膜。电学性能测试表明铁酸铋薄膜具有明显的双极性阻变行为,高低阻态保持时间均达到104s量级,经过多次直流扫描翻转后仍然具有稳定的阻变特性。实验结果表明,在BiFeO3薄膜生长过程中,沉积温度、氧分压和薄膜厚度都对BiFeO3薄膜的结构和阻变性能有着重要的影响。在低温或高温下,BiFeO3结晶度不好,导致薄膜不够致密,阻变性能较差。氧分压过低或过高时,导致BiFeO3薄膜内部氧空位的数量过少或过多,从而影响BiFeO3的阻变性能。随薄膜厚度的增加,BiFeO3的阻变性能有越来越好的趋势,但考虑到对器件存储密度的影响,需要寻找合适的厚度。尽管BiFeO3薄膜的阻变性能已经被多次报道过,但其电阻转换的机制却很少被人们所关注,这严重影响了阻变存储器在实际应用中的发展。本文试图通过BiFeO3薄膜的阻变行为来解释其阻变机制。