電阻式存儲器特性測試儀及應用研究.pdf

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，人們對手持式便攜終端的需求量是越來越大。手機、移動硬盤、MP3、筆記本電腦等高科技產(chǎn)品已經(jīng)日益成為人們生活中不可或缺的工具。存儲器作為這些產(chǎn)品的重要部件，它的性能也成為人們研究的熱點。為了適應產(chǎn)品低功耗、小型化、高速化的發(fā)展，對存儲器的存儲功耗、讀寫速度和存儲密度要求也越來越高。目前市場上主流的存儲器Flash的特征尺寸已經(jīng)接近極限值，再繼續(xù)縮小其特征尺寸值會導致柵絕緣層的厚度繼續(xù)減小，當尺寸小到一定值后會導致電子的隧

2、穿效應逐漸顯現(xiàn)，漏電流劇增，器件的可靠性和穩(wěn)定性就會受到很大的影響。所以，要提高基于該結構的Flash的存儲密度將會變得更加困難。另外，便攜式數(shù)據(jù)終端的低功耗要求和節(jié)能環(huán)保的社會要求也將阻礙高功耗Flash存儲器的發(fā)展。目前有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)Flash存儲器的新型非揮發(fā)存儲器主要有：鐵電存儲器(FeRAM)、磁性隨機存儲器(MRAM)、相變存儲器(PCRAM)和電阻式存儲器(ReRAM)等。其中電阻式存儲器相比其他幾種新型非揮發(fā)存儲器來說具有

3、結構簡單、穩(wěn)定性好、制備方便、材料豐富并與傳統(tǒng)的COMS工藝兼容性較好等特點，近期越來越受到人們的關注。
　　由于目前還沒有有關ReRAM穩(wěn)定性或工作壽命方面的測試設備，本論文設計了一種相對簡單的薄膜電阻開關Ⅰ-Ⅴ特性及ReRAM壽命測試裝置，該裝置具有實現(xiàn)簡單、攜帶方便和成本低廉等特點，比較適合于實驗室研究使用。本系統(tǒng)主要實現(xiàn)了(1)向器件兩端輸出一個由小到大的模擬電壓，精度在0.05V以內；(2)實時檢測器件兩端的電壓變化，并

4、接收器件兩端的反饋電壓輸入；(3)根據(jù)器件所處的不同狀態(tài)，能自動切換限流保護電阻；(4)實現(xiàn)輸出電壓的循環(huán)與終止的判斷，以及計數(shù)的累加。
　　本實驗還利用射頻磁控濺射法在重摻硅上制備了不同沉積時間的Bi2O3薄膜，通過上述自制的測試裝置對薄膜的電阻開關特性和壽命進行了測試和研究。結果表明：在各個沉積時間下的Bi2O3薄膜均具有良好的單極性電阻開關特性，且隨著沉積時間的增加，薄膜的Set電壓、Reset電壓、Reset電流和Rese