[發明專利]一種阻變存儲器的機理的研究方法

有效

• 申請號: 201810459342.8
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108807666B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 呂子玉;周曄;韓素婷;王俊杰
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L21/66
• 代理公司: 44268 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了一種阻變存儲器的機理的研究方法，包括：步驟A、提供阻變存儲器中所用的活性層材料，將所述活性層材料在基底上制作成薄膜；步驟B、將AFM調至接觸模式下，利用導電原子力探針對所述薄膜的表面進行載流子的注入，形成載流子注入區；步驟C、將AFM原位切換至表面電勢測量模式，在保護氣氛中對包含所述載流子注入區的區域進行連續的掃描，得到掃描區域的表面電勢圖，根據所述表面電勢圖評估載流子在所述活性層材料中的行為能力。本發明是基于原位進行載流子注入、連續掃描，進而評估載流子在活性材料中的注入、遷移和保留的能力，進而可以判斷阻變行為是否是由活性層對電荷的俘獲/釋放所引起，檢測結果準確可靠。

技術領域

本發明涉及阻變存儲器領域，尤其涉及一種阻變存儲器的機理的研究方法。

背景技術

阻變存儲器（resistive random access memory，RRAM）的存儲機理是：中間的活性層在電激勵下展現出兩種穩定的電阻來存儲信息，高電阻和低電阻狀態分別對應計算機二進制運算中的“0”和“1”。RRAM結構簡單，同時具有非易失性、可反復擦寫、讀寫速度快等優點。

目前，關于阻變存儲器的活性層的載流子行為的研究，主要是通過對所得的電流-電壓曲線進行擬合，并結合相關理論提出對應的電阻轉變機理。由于該方法只是對數據的擬合和根據一些可能的理論進行推導，得出的結論有待考究。該方法只適合作為機理研究的輔助證明。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種阻變存儲器的機理的研究方法，旨在解決現有技術中還沒有相對可靠的針對阻變存儲器的活性層的載流子行為的研究方法。

本發明的技術方案如下：

一種阻變存儲器的機理的研究方法，包括如下：

步驟A、提供阻變存儲器中所用的活性層材料，將所述活性層材料在基底上制作成薄膜；

步驟B、將AFM調至接觸模式下，利用導電原子力探針對所述薄膜的表面進行載流子的注入，形成載流子注入區；

步驟C、將AFM原位切換至表面電勢測量模式，在保護氣氛中對包含所述載流子注入區的區域進行連續的掃描，得到掃描區域的表面電勢圖，根據所述表面電勢圖評估載流子在所述活性層材料中的行為能力。

所述的阻變存儲器的機理的研究方法，其中，所述步驟A中，薄膜的制作方法為旋涂或熱蒸鍍。

所述的阻變存儲器的機理的研究方法，其中，所述步驟A中，所述薄膜的厚度為50-200 nm。

所述的阻變存儲器的機理的研究方法，其中，所述步驟B中，對所述薄膜的表面進行載流子的注入的方法為：在所述薄膜的表面的兩個區域，分別對導電原子力探針施加負偏壓和正偏壓。

所述的阻變存儲器的機理的研究方法，其中，所述步驟C中，所述掃描區域為所述載流子注入區的面積的5倍以上。

所述的阻變存儲器的機理的研究方法，其中，所述步驟C之后，還包括：

步驟D、對所述薄膜實施偏壓操作，利用AFM和紅外光譜聯用技術，原位監測所述薄膜中的電流信息和紅外譜圖，根據原位監測的信息判斷所述活性層材料有無發生氧化還原反應。

所述的阻變存儲器的機理的研究方法，其中，對所述薄膜實施偏壓操作的偏壓為3-10V。

所述的阻變存儲器的機理的研究方法，其中，在完成上述的研究方法中的步驟之后，還包括：