含銀硫系化合物憶阻器的熱特性及其阻變機理研究.pdf

1、憶阻器具有結構簡單、非易失性、開關速度快、能耗低、與現有CMOS工藝兼容等優(yōu)點，在高密度存儲、非線性電路、模擬神經網絡、實現計算與存儲融合等方面具有廣泛前景，是國內外關于新原理信息器件方向研究的熱點。清晰的阻變的機制是提升器件性能和促進憶阻器實用化的關鍵，研究憶阻器的熱特性對器件阻變機制分析和器件失效分析都具有重要的意義，是器件阻變機理和器件熱穩(wěn)定性分析的重要手段。此外，憶阻器的多值阻變對于高密度存儲、非線性電路應用、模擬神經突觸功能等

2、方面必將大放異彩，成為當前憶阻器研究的熱點。因此，開展憶阻器的高速、多值阻變特性以及熱特性研究對于憶阻器的多功能應用具有重要意義。
　　本文針對目前憶阻器研究的關鍵科學問題，采用兩類典型的摻銀硫系化合物憶阻器材料：AgGeTe和AgInSbTe，研究了這兩類材料制備的憶阻器件的多值特性、脈沖切換特性和溫度特性，并討論了這兩種憶阻器件的憶阻機制，具體如下。
　　通過磁控濺射和光刻工藝制備了Ag/AgGeTe/Ta和Ag/AgI

3、nSbTe/Ta兩種憶阻器件，利用直流I-V掃描，高速脈沖激勵等測試方案，發(fā)現可以通過調節(jié)AgGeTe器件單元的限制電流來調控憶阻器件的阻態(tài)，器件具有較好的多值特性，高低阻值比可達到254:1，器件在室溫下能穩(wěn)定保持1800s以上。該器件還能通過施加不同幅值的20ns脈沖來調控憶阻器的阻態(tài)，在多次循環(huán)切換后仍具有較好的脈沖響應特性，通過材料、電學性能和熱學性能分析，闡明了導電絲機理和電子躍遷機理的耦合導致器件的多值阻變特性。Ag/AgI

4、nSbTe/Ta結構的憶阻器件通過直流掃描等手段發(fā)現其具有雙極阻變特性，SET與RESET電壓小（-0.5V～0.5V），功耗低，可通過改變外加電壓的大小來實現器件的漸變調控，構建了基于空間電荷限制導電機制和導電絲導電機制共同作用的導電模型。
　　本文還分析了不同溫度下的Ag/AgGeTe/Ta與Ag/AgInSbTe/Ta器件的憶阻行為變化趨勢，發(fā)現兩種憶阻器在升溫的情況下均有不同程度的阻值變化，高阻態(tài)相對較穩(wěn)定，低阻態(tài)波動幅度