化學濕式製程製備金屬氧化物之電阻式隨機存取記憶體

Wet Chemical Process to Prepare Metal-Oxides Resistive Random Access Memory

曾奕翔(Yi-Xiang Tseng) ； 鄭庭沂(Ting-Yi Cheng) ； 謝瀚賓(Han-Pin Hsieh) ； 蔡東昇(Dung-Sheng Tsai) ； 張恕豪(Shu-Hao Chang)

《真空科技》 35卷3期 (2022/09) Pp. 28~1-28~8

摘要

電阻式隨機存取記憶體（Resistive Random Access Memory，RRAM）為一種利用不同電阻狀態來紀錄資料（0或1）之新型資料儲存元件，其被視為最有可能取代現行非揮發性記憶體的技術之一。目前RRAM之電阻轉換層大多利用真空製程，如化學氣相沉積、物理氣相沉積等方法來進行薄膜製備，但其設備昂貴、材料利用率低，使元件製造成本高昂，且較難於軟性基板上製作。利用濕式製程，搭配低溫乾燥與燒結，可製作出低成本、高均勻性之電阻轉換層薄膜，並獲得良好電阻轉換特性。在本次研究中，我們藉由溶膠－凝膠法（Sol-gel）製備氧化鋅（ZnO）、氧化銅（CuO）、與銦鎵鋅氧（IGZO）等材料之前驅物，以及水熱法製備二氧化鈦（TiO_2）前驅物，並透過旋轉塗佈法於ITO導電玻璃上進行濕式沉積。我們使用許多材料分析技術，如X射線光電子能譜儀、穿透式電子顯微鏡來分析電阻轉換層之前驅物之氧價電子狀態及粒子形貌。利用此濕式製程，可兼容多種不同型態的前驅物。沉積鉑上電極後的三明治結構RRAM元件，可獲得最高10^3的高電阻值／低電阻值（HRS/LRS）。

關鍵字

金屬氧化物 ； 溶膠－凝膠法 ； 水熱法 ； 濕式製程 ； 電阻式隨機存取記憶體