| 摘要 | 第5-9页 |
| Abstract | 第9-13页 |
| 第一章 绪论 | 第18-66页 |
| 1.1 引言 | 第18-19页 |
| 1.2 阻变存储器概述 | 第19-32页 |
| 1.2.1 阻变存储器的发展与最新进展 | 第20-22页 |
| 1.2.2 阻变材料体系 | 第22-23页 |
| 1.2.3 阻变行为分类 | 第23-25页 |
| 1.2.4 阻变存储器的主要参数 | 第25-26页 |
| 1.2.5 阻变存储器工作机理 | 第26-32页 |
| 1.2.5.1 界面势垒调控机制 | 第26-27页 |
| 1.2.5.2 导电细丝形成/断裂机制 | 第27-32页 |
| 1.3 忆阻器 | 第32-44页 |
| 1.3.1 忆阻器定义与研究概述 | 第32-35页 |
| 1.3.2 生物神经突触简介 | 第35-36页 |
| 1.3.3 忆阻器仿生神经突触研究进展 | 第36-41页 |
| 1.3.4 忆阻器工作机制 | 第41-44页 |
| 1.3.4.1 导电前端迁移模型 | 第41-42页 |
| 1.3.4.2 平行导电细丝模型 | 第42页 |
| 1.3.4.3 固体电解质模型 | 第42-43页 |
| 1.3.4.4 相变忆阻器模型 | 第43-44页 |
| 1.4 原子层沉积技术在阻变存储器中的应用 | 第44-46页 |
| 1.4.1 原子层技术ALD简介 | 第44-45页 |
| 1.4.2 ALD在阻变存储器中的应用 | 第45-46页 |
| 1.5 本论文研究目的及主要研究内容 | 第46-48页 |
| 参考文献 | 第48-66页 |
| 第二章 ALD制备工艺与实验测试表征方法 | 第66-79页 |
| 2.1 ALD制备工艺 | 第66-70页 |
| 2.1.1 热ALD与等离子体增强ALD技术(PEALD) | 第66-67页 |
| 2.1.2 实验室用热ALD/PEALD两用系统简介 | 第67-69页 |
| 2.1.3 本论文中ALD制备材料所用反应源 | 第69-70页 |
| 2.2 实验样品主要表征方法 | 第70-72页 |
| 2.2.1 X射线光电子能谱 | 第70-71页 |
| 2.2.2 透射电子显微术 | 第71页 |
| 2.2.3 椭圆偏振光测量技术 | 第71-72页 |
| 2.2.4 X射线衍射分析 | 第72页 |
| 2.2.5 原子力显微技术 | 第72页 |
| 2.3 阻变器件的制备工艺及电学测试方法 | 第72-77页 |
| 2.3.1 阻变器件制备工艺 | 第72-74页 |
| 2.3.2 RRAM器件电学测试方法 | 第74-75页 |
| 2.3.3 忆阻器件电学性能测试方法 | 第75-77页 |
| 参考文献 | 第77-79页 |
| 第三章 ALD制备Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3三层堆栈结构阻变存储器及其阻变特性研究 | 第79-113页 |
| 3.1 引言 | 第79-80页 |
| 3.2 Al_2O_3/HO_2/Al_2O_3阻变存储器件的ALD制备 | 第80-83页 |
| 3.2.1 TiN底电极的PEALD制备与表征 | 第80-82页 |
| 3.2.2 Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3三层堆栈结构的ALD制备 | 第82-83页 |
| 3.3 Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3三层堆栈结构的表征 | 第83-85页 |
| 3.3.1 TEM截面样品表征 | 第83-84页 |
| 3.3.2 XPS深剖分析与表征 | 第84-85页 |
| 3.4 Pt/Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3/TiN/Si器件的阻变特性 | 第85-91页 |
| 3.4.1 器件的电学性能 | 第85-87页 |
| 3.4.2 器件的阻变机理分析 | 第87-91页 |
| 3.5 阻变性能的影响因素 | 第91-108页 |
| 3.5.1 底层Al_2O_3缓冲层的影响 | 第92-93页 |
| 3.5.2 中间层HfO_2厚度的影响 | 第93-94页 |
| 3.5.3 顶层Al_2O_3厚度的影响 | 第94-96页 |
| 3.5.4 退火气氛的影响 | 第96-98页 |
| 3.5.5 底电极的影响 | 第98-108页 |
| 3.6 本章小结 | 第108-109页 |
| 参考文献 | 第109-113页 |
| 第四章 ALD制备氧化物基金属纳米晶阻变存储器及其存储特性研究 | 第113-150页 |
| 4.1 引言 | 第113页 |
| 4.2 氧化物基金属纳米晶器件的热ALD/PEALD制备工艺 | 第113-115页 |
| 4.3 Pt/Al_2O_3/Co NCs/TiN RRAM器件研究 | 第115-120页 |
| 4.3.1 Co纳米晶形貌分析 | 第116-117页 |
| 4.3.2 XPS分析 | 第117-118页 |
| 4.3.3 阻变特性 | 第118-120页 |
| 4.4 Pt/Al_2O_3/Pt NCs/TiN RRAM器件研究 | 第120-123页 |
| 4.4.1 Pt NCs形貌分析 | 第120-121页 |
| 4.4.2 XPS分析 | 第121-122页 |
| 4.4.3 阻变特性 | 第122-123页 |
| 4.5 Pt/Al_2O_3或HfO_2/CoPt_x NCs/TiN RRAM器件研究 | 第123-137页 |
| 4.5.1 TEM表征 | 第124-125页 |
| 4.5.2 XPS分析 | 第125-127页 |
| 4.5.3 阻变特性 | 第127-132页 |
| 4.5.3.1 阻变参数一致性表征 | 第129-130页 |
| 4.5.3.2 耐疲劳性能和数据保持特性 | 第130-132页 |
| 4.5.4 器件的阻变机理 | 第132-136页 |
| 4.5.5 器件的磁性表征 | 第136-137页 |
| 4.6 金属纳米晶尺寸与分布对阻变参数的影响及其电场分布的理论模拟 | 第137-147页 |
| 4.6.1 Pt沉积循环数对P/Al_2O_3/Pt NCs/TiN器件阻变参数的影响 | 第137-141页 |
| 4.6.2 CoPt_x沉积循环数对Pt/HfO_2/CoPt_x NCs/TiN器件阻变参数的影响 | 第141-143页 |
| 4.6.3 阻变器件中金属纳米晶电场分布的理论模拟 | 第143-147页 |
| 4.7 本章小结 | 第147-148页 |
| 参考文献 | 第148-150页 |
| 第五章 ALD制备HfO_2基双层忆阻器及其神经突触功能模拟研究 | 第150-171页 |
| 5.1 引言 | 第150-151页 |
| 5.2 HfO_2基双层忆阻器件ALD制备工艺 | 第151页 |
| 5.3 HfO_2/ZnO忆阻器件仿神经突触模拟特性 | 第151-160页 |
| 5.3.1 非线性传输特性的模拟 | 第152-155页 |
| 5.3.2 神经突触可塑性功能的模拟 | 第155-157页 |
| 5.3.3 长时程/短时程可塑性研究 | 第157-159页 |
| 5.3.4 HfO_2/ZnO忆阻器件耐疲劳特性 | 第159-160页 |
| 5.4 Al_2O_3/HfO_2忆阻器件仿神经突触模拟特性 | 第160-164页 |
| 5.5 HfO_2基双层忆阻器件运行物理机制 | 第164-166页 |
| 5.6 本章小结 | 第166-167页 |
| 参考文献 | 第167-171页 |
| 第六章 结论与展望 | 第171-175页 |
| 6.1 结论 | 第171-173页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第173-175页 |
| Publication list | 第175-177页 |
| 致谢 | 第177-178页 |
