硫化物二维半导体阻变存储器设计(2)

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2.2.2 阻变层的制备 10

2.2.3 蒸镀电极 10

2.3 本章小结 11

3 单分散 Ag2S 纳米晶的制备与表征 12

3.1 单分散 Ag2S 纳米晶实验合成 12

3.2 测试与表征 13

3.3 Ag2S 纳米晶的自组装 15

3.4 本章小结 16

4 Ag2S 阻变存储器器件组装与测试分析 18

4.1 器件制作过程 18

4.2 器件性能测试结果分析 19

4.3 Ag2S 阻变存储器存储机理 22

4.4 本章小结 23

结论 25

致谢 26

参考文献 27

1 绪论

1.1 引言

在现代电子信息产业发展过程中，非易失性存储器在其中扮演着不可或缺的角色。，对非易失性存储器的需求伴随着小型化的移动设备（如智能手机，数码相机，可穿戴智能设备等）飞速发展而日益增加。这些电子设备中的数据存储，非易失性存储器起着必不可少的作用。到目前为止，闪存（Flash）依旧是非易失性存储器中的主导者，在市场上拥有大部分份额，具有高集成密度和优异性能的硅基闪存自 90 年代以来获得了迅猛的发展。

Flash 闪存的基础结构如图 1.1（a），主要由控制栅极，隧穿势垒（或氧化）层，衬底，浮栅层等，与普通的晶体管构造有些类似，但原理是截然不同的。Flash 实现存储的原理是（如图 1.1b)：在外界一定电信号的激发下，沟道中的电子因隧穿效应穿过势垒层进入浮栅层，使得器件阈值电压增大，而实行反向电激发时电子又被拉回沟道中，造成阈值电压减小，这样一大一小的信号可通过外部电路判断出来，实现数据 “0”和“1”的存储。然而随着集成度的增加，浮栅层逐渐减薄，诸如电荷泄露等无法避免的技术瓶颈[1]使得闪存的集成度难以继续提高。所以目前，寻找新材料，新技术来解决非易失性存储器的发展瓶颈日益成为了国内外的研究热点。目前出现的比较热门有可能代替闪存的候选器件有：，依靠相变存储器（PCRAM)[2]，磁性存储器 (MRAM)[3]，阻变存储器(RRAM)[4, 5]，以及铁电存储器（FRAM）[6, 7]。其中阻变存储器由于其简单的结构（三明治结构）与优异的性能使之成为人们关注的焦点，是热门的存储器候选者之一。

图 1.1 Flash 存储器简单结构示意图（a）和其原理示意图（b)

1.2 阻变存储器概述

阻变存储器，又称忆阻器，英文简称 RRAM（Resistive Random Access memory）。忆阻这个概念是美国加利福尼亚大学伯克利分校的教授，华裔科学家蔡少棠在 1971 年提出的[8]，蔡教授根据多年研究从对称性角度提出了忆阻概念。然而多年时间人们并未关注到这一成果。直到 2008 年，美国惠普实验室的 Strukov 和合作者在做小型电路实验时制造出阻变器件的实物[9]，知名《时代》杂志将其评为“2008 年最佳发明之一”。这一重要成果无疑引起了相关科研人员极大的关注。