鋯鈦酸鍶系鈣鈦礦薄膜單極電阻轉換特性研究

官翔彬(Hsaing-Pin Kuan)

指導教授 ： 吳振名

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2009.00389

摘要

電阻轉換現象於記憶體上應用的概念被提出後，由於記憶單元的體積小，寫入和抹除的時間短，以及結構簡單等等優勢，造成電阻轉換記憶體成為近年來許多學界、業界研究的新目標，此電阻式非揮發性記憶體亦成為下一代新型記憶體發展最有潛力的一顆新星。但因目前對於單極(unipolar)或是雙極(bipolar)轉換機制，並沒有明確具體且有力的證據來解釋，也使得尋找出電阻轉換機制以及材料特性對於電阻轉換的影響都是研究的大方向。
本實驗以溶膠-凝膠法將鋯鈦酸鍶溶液鍍製在Pt/Ti/SiO2/Si基板上，形成鈣鈦礦結構的薄膜，並且以sputter 搭配金屬 mask 鍍製Pt上電極，構成金屬/絕緣層/金屬(M/I/M)結構。薄膜成分有四種包含: SrZrO3、SrZr0.6Ti0.4O3、SrZr0.05Ti0.95O3、SrTiO3，並在500℃、600℃、700℃三種溫度下熱處理10分鐘，使用V-sweep方式量測，發現這些試片均有單極(unipolar)電阻轉換現象，高低阻值比可達1000倍以上，且經量測發現不同Zr/Ti比對於電阻轉換現象影響並不大，反而是退火溫度會有比較大的影響。
之後以SrZrO3成分為主，鍍製不同厚度的絕緣層膜，以及設定不同電流上限值(current compliance)來探討這些參數的改變，對電阻轉換現象有何影響。並搭配高低阻態的變溫量測，找出高低阻態漏電機制，並且經由這些機制來建構出可能造成原始阻態以及高低阻態轉變的形成原因。在本實驗認為單極電阻轉換機制可能就是和燈絲理論導通路徑形成有關。
最後，因為很多文獻指出電阻轉換現象和金屬/絕緣層之間的介面有關，故改變後續Pt上電極的鍍製參數，來量測觀察是否對於電阻轉換現象有影響。

關鍵字

鋯鈦酸鍶 ； 電阻轉換 ； 記憶體

並列摘要

無資料

並列關鍵字

SZT ； resistance switching ； RRAM

參考文獻

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