基于过渡金属氧化物薄膜的新型电阻式存储的可靠开关机理及器件制备技术研究

基于过渡金属的二元氧化物电阻式非挥发存储器(RRAM)器件具有超低操作电压、易与CMOS工艺兼容、极低功耗、超快开关速度、高密存储、低成本以及热预算与容差较好等优点，同时易于植入嵌入式系统，因此已成为最具有前景的下一代非挥发存储器。本课题针对该存储器件中不同氧空位浓度在电荷注入传导机制中的可能关键作用以及如何控制氧空位浓度以获取最佳存储性能,基于创新提出的层状树形导电通道的形成与破坏模型，对纳米存储器件可靠开关的机理及制备技术进行研究。实验方法上实现接触式原子力显微术（CAFM）的扩展应用以研究器件的可靠性；同时，在研究RRAM可靠开关机制的过程中，获得可靠性高，开关比优异，保持力（Retention）性能卓越的高产率核心过渡金属二元氧化物功能薄膜材料，研究结果和实验方法对理解RRAM可靠开关微观工作机理、形成成熟RRAM器件工艺流程和提高存储密度和产率皆有创新意义和实际价值。