1、隨著科技的迅猛發(fā)展，越來越多的智能電子設備的產生使得人們對信息存儲的要求越來越高，現有存儲技術的缺陷日益凸顯。對于傳統的隨機存儲器，易失性成為其致命弱點，以 Flash閃存為代表的非易失性存儲技術，也因其可縮小程度已經到達物理極限阻礙了其進一步的發(fā)展應用。另一方面，不斷減小工藝尺寸已經不能滿足高密度低成本的存儲要求，因此存儲技術迫切需要創(chuàng)新?；谶@些棘手的問題，一些新型非易失存儲器相繼出現，在這些新型非易失存儲器中，阻變式存儲器（RRA

2、M）被認為是下一代存儲器的強有力候選者，極有可能替代Flash及DRAM等傳統存儲器。因此探究其阻變機理對于進一步縮小器件尺寸及改善器件可靠性及產業(yè)化應用是至關重要的。
　　本文主要研究了基于非化學計量比的SiOx（Si富余）薄膜的阻變特性。首先對TiN/SiOx/Pt結構阻變器件的直流I-V特性進行了測量，然后通過改變測量條件分析了器件基本電特性，總結了其主要阻變機制，將微觀物理機制總結為氧空位主導的導電細絲機制（即器件阻變行為

3、是由阻變層材料SiOx發(fā)生氧化還原反應引起的）。此外，也通過擬合對器件開態(tài)和關態(tài)的導電機制進行了分析，通過擬合發(fā)現器件開態(tài)導電機制為歐姆導電，關態(tài)為肖特基發(fā)射。最后，對器件的可靠性進行了分析，包括穩(wěn)定性、耐擦除特性、保持特性等，TiN/SiOx/Pt結構的阻變器件顯示出良好的穩(wěn)定性和疲勞特性。之后也對影響器件特性的主要因素進行了分析，包括器件單元面積、限制電流、掃描停止電壓Vstop等因素對器件阻變特性的影響，實驗結果顯示TiN/SiO

4、x/Pt結構阻變器件有良好可縮小性，并且可通過改變限制電流實現多值存儲。雖然我們可以根據實驗數據定性地分析微觀物理機制，但是有關細絲生長和斷裂的微觀過程、細絲形貌、Reset過程細絲斷裂位置、及加速氧空位遷移的因素等問題均需深入研究。
　　因此本文也提出了一種研究雙極轉換的氧化物RRAM器件阻變特性的模型，即一種基于溫度（焦耳熱導致的溫度升高）和場致離子遷移的雙極型RRAM模型，模擬了器件Set和Reset過程，阻變層內部細絲形貌