金属氧化物ReRAM的稳定性和可靠性研究

本项目按计划开展了基于金属氧化物ReRAM的稳定性和可靠性研究。项目主要以ZnO薄膜ReRAM为研究对象。系统地研究了各种参数对器件性能和稳定性的影响。包括反应磁控溅射时氧分压对器件性能的影响，退火对器件性能的影响，薄膜厚度对器件性能的影响，上、下电极材料对存储特性的的影响等。在没有现成商用测试设备的情况下，我们自主开发了一套ReRAM稳定性测试仪，解决了ReRAM工作寿命及稳定性的测试技术问题。. 研究结果表明，ZnO 薄膜的forming 电压、set 电压和reset 电压不受氧分压变化的影响，而reset 电流随着氧分压的上升而减小；在不同退火温度下，ZnO 薄膜都能表现出稳定的电阻开关特性；退火温度会对forming 电压和高阻态的阻值产生影响，但退火温度对set 电压、reset 电压、reset 电流和低阻态阻值等重要的电阻开关特性参数影响不大；Forming 电压随薄膜的厚度增加而变大，而set 电压和reset 电压则变化不大；当薄膜厚度减小至25nm 时，可以获得无需forming的ReRAM特性。最后，理论研究表明，薄膜中氧空位在无需forming 过程的电阻开关特性中起着重要的作用。. 项目完成学术论文25篇，获得专利授权2项，另有7项专利已经公开，完成硕士生毕业论文8篇，博士生毕业论文1篇。