硫化物二维半导体阻变存储器设计(6)

菜单

尽管阻变存储器（RM）在近几年进行了大量的研究，但还是存在一系列的技术难题，如器件稳定性的提高，机理的解释，耐受性的增加等。本论文将以单分散体系 Ag2S 纳米晶为阻变层材料，制备存储原型器件，期望能为 RM 的研究提供一定的实验依据，有利于促进新一代存储器的实用化进程。

1.3.2 论文研究内容

本论文的主要工作是基于 Ag2S 材料的 RM 的存储特性研究，主要包括以下内容：

（1）利用化学溶液法合成 Ag2S 单分散体系的纳米晶材料，并利用 XRD，扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM），能量色散 X 射线光谱分析 EDX 等材料表征手段来对所制备出来的材料进行形貌，粒度的分布，元素分布等方面表征。

（2）将制备好的 Ag2S 纳米晶材料通过旋涂的方法在衬底上旋涂成膜，再利用真空蒸镀机进行电极蒸镀，完成该器件制备的最后一步。然后利用四探针系统和 Keithley 2400 半导体测试仪进行器件电学性能测试，分析测试结果。

（3）根据自己所看的一些相关文献，结合器件的电学性能测试结果，给出

Ag2S 阻变存储器的阻变原理。

2 实验制备方法与原理性

随着现代材料科学技术的发展，各类材料制备工艺层出不穷，使得同一种材料往往有不同的制备方法。不过这也造成了各类材料制备方法在成本、效率等方面存在较大差距。比如比较昂贵的脉冲激光沉积，这类方法通常只是某些材料在实验室研究阶段才用到的，而要使材料或者器件能真正走向实用化，科研人员必须想方设法降低工艺成本。本论文实验过程中所用到的材料制备与器件组装都在保证性能的情况下尽量采用成本低，工艺简便快捷的方法，以期望能对未来可能实现的 Ag2S 存储器实用化来!自~751论-文|网www.751com.cn

做出丁点贡献。下面将对本论文采用的方法做简单介绍。

2.1 材料制备与表征方法

2.1.1 阻变层薄膜材料的制备

随着材料制备工艺的不断改进，各类电子器件也逐渐趋于小型化，这使得薄膜工艺逐渐成为制作器件过程不可缺少的一步[34]。当今主流的薄膜工艺可以分为物理法和化学法两大类。物理法主要有物理气相沉积 PVD，真空蒸镀，外延生长，射频或直流磁控溅射，脉冲激光沉积（PLD）等等；化学法主要包括化学气相沉积 CVD，电化学法（如电镀），溶液法合成再经旋涂成膜等方法。

本论文中用到的阻变层材料，即单分散的 Ag2S 纳米晶就是用化学法合成的。在一定条件下通过特定化学药剂在溶液中反应来合成 Ag2S 纳米晶，所合成的硫化银纳米晶材料的粒度分布均匀，故称之为单分散纳米晶，这样制备出来的阻变层薄膜均一性就非常好，有利于提高器件的性能。制备出分散的 Ag2S 纳米晶材料之后，再利用台式匀胶机（如图 2.1）进行旋涂（spin-coating）的方法，将其制作成薄膜。