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掺杂HfO_x薄膜的制备与阻变性能研究

摘要第4-6页
Abstract第6-8页
论文的主要创新与贡献第9-13页
第1章 绪论第13-33页
    1.1 引言第13-14页
    1.2 新型存储器第14-17页
        1.2.1 铁电存储器(FRAM)第14-15页
        1.2.2 磁存储器(MRAM)第15-16页
        1.2.3 相变存储器(PRAM)第16页
        1.2.4 阻变存储器(RRAM)第16-17页
    1.3 RRAM第17-26页
        1.3.1 阻变原理第17-19页
        1.3.2 阻变性能参数第19-20页
        1.3.3 RRAM材料第20-21页
        1.3.4 阻变机制第21-26页
    1.4 基于HfO_2薄膜RRAM研究现状第26-31页
        1.4.1 HfO_2薄膜阻变效应的发现第26-27页
        1.4.2 影响HfO_2薄膜阻变性能的主要因素第27-30页
        1.4.3 基于HfO_2薄膜的阻变机制第30-31页
    1.5 本文的选题背景和意义第31-32页
    1.6 本文的研究内容第32-33页
第2章 HfO_x薄膜的制备和表征方法第33-45页
    2.1 引言第33-34页
    2.2 实验设备第34-36页
        2.2.1 磁控溅射第34页
        2.2.2 退火炉第34-35页
        2.2.3 真空蒸镀第35-36页
    2.3 MIM结构的制备工艺第36-37页
        2.3.1 薄膜制备第36-37页
        2.3.2 退火处理工艺第37页
        2.3.3 电极制备第37页
    2.4 表征方法第37-43页
        2.4.1 薄膜成分分析第37-39页
        2.4.2 薄膜结构分析第39-40页
        2.4.3 薄膜表面形貌第40-41页
        2.4.4 导电原子力显微镜第41-42页
        2.4.5 薄膜厚度分析第42-43页
        2.4.6 电学性能分析第43页
    2.5 本章小结第43-45页
第3章 基于HfO_x薄膜RRAM的工艺研究第45-61页
    3.1 引言第45页
    3.2 薄膜厚度对HfO_x薄膜性能的影响第45-49页
        3.2.1 HfO_x薄膜的结构形貌第45-46页
        3.2.2 HfO_x薄膜的成分第46-48页
        3.2.3 Si/HfO_x/Cu器件的电学性能第48-49页
    3.3 退火温度对HfO_x薄膜性能的影响第49-52页
        3.3.1 HfO_x薄膜的结构形貌第50-51页
        3.3.2 HfO_x薄膜的成分第51-52页
        3.3.3 Si/HfO_x/Cu器件的电学性能第52页
    3.4 衬底材料对HfO_x薄膜性能的影响第52-59页
        3.4.1 沉积温度对HfO_x薄膜性能的影响第52-56页
        3.4.2 Si/HfO_x/Cu器件和Pt/HfO_x/Cu器件的电学性能第56-59页
    3.5 本章小结第59-61页
第4章 Cu、Ni掺杂HfO_x薄膜的阻变性能研究第61-79页
    4.1 引言第61页
    4.2 Cu掺杂HfO_x薄膜的阻变性能第61-72页
        4.2.1 HfO_x:Cu薄膜的结构第62-63页
        4.2.2 HfO_x:Cu薄膜的成分第63-64页
        4.2.3 HfO_x:Cu器件的电学性能和阻变机制第64-70页
        4.2.4 6%Cu掺杂HfO_x器件的多级存储特性第70-72页
    4.3 Ni掺杂HfO_x薄膜的阻变性能第72-77页
        4.3.1 HfO_x:Ni薄膜的成分第72-73页
        4.3.2 HfO_x:Ni器件的电学性能第73-75页
        4.3.3 HfO_x:Ni器件的阻变机制第75-77页
        4.3.4 HfO_x:Ni器件的可靠性第77页
    4.4 Cu、Ni掺杂HfO_x器件的阻变机理第77-78页
    4.5 本章小结第78-79页
第5章 Ti、Al掺杂HfO_x薄膜的阻变性能研究第79-99页
    5.1 引言第79页
    5.2 Ti掺杂HfO_x薄膜的阻变性能第79-85页
        5.2.1 HfO_x:Ti薄膜的成分第79-81页
        5.2.2 HfO_x:Ti器件的电学性能第81-83页
        5.2.3 HfO_x:Ti器件的可靠性第83-85页
    5.3 Al掺杂HfO_x薄膜的阻变性能第85-91页
        5.3.1 HfO_x:Al薄膜的成分第85-87页
        5.3.2 HfO_x:Al器件的电学性能第87-89页
        5.3.3 HfO_x:Al器件的可靠性第89-91页
    5.4 Ti、Al掺杂HfO_x器件的阻变机理第91-92页
    5.5 Al缓冲层对HfO_x薄膜阻变性能的影响第92-98页
        5.5.1 HfO_x-Al器件的结构第93-94页
        5.5.2 HfO_x-Al器件的阻变性能第94-96页
        5.5.3 HfO_x-Al器件的阻变机制第96-98页
    5.6 本章小结第98-99页
第6章 稀土元素Ce、Gd掺杂HfO_x薄膜阻变性能研究第99-113页
    6.1 引言第99页
    6.2 Ce、Gd掺杂HfO_2结构氧空位形成能的第一性原理计算第99-100页
    6.3 Ce掺杂HfO_x薄膜的阻变性能第100-105页
        6.3.1 HfO_x:Ce薄膜的成分第100-102页
        6.3.2 HfO_x:Ce器件的电学性能第102-105页
        6.3.3 HfO_x:Ce器件的可靠性第105页
    6.4 Gd掺杂HfO_x薄膜的阻变性能第105-110页
        6.4.1 HfO_x:Gd薄膜的成分第105-106页
        6.4.2 HfO_x:Gd器件的电学性能第106-109页
        6.4.3 HfO_x:Gd器件的可靠性第109-110页
    6.5 Ce、Gd掺杂HfO_x器件的阻变机理第110-111页
    6.6 本章小结第111-113页
结论第113-115页
参考文献第115-127页
攻读博士学位期间发表的论文及获奖第127-129页
致谢第129-130页

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