微纳米材料的新应用 || 用于制备忆阻器件的原子层沉积技术：前驱体对预沉积堆叠材料的影响

摘要： 原子层沉积（ALD）是制备薄膜氧化物用于多种应用的标准技术。我们介绍了该技术并展示了其在获取忆阻器件中的应用。通过ALD生长的HfO2在高度掺杂的Si衬底上（其上覆盖有SiO2薄膜和Ti电极）沉积，制备了金属/绝缘体/金属堆叠结构。文中展示并讨论了器件性能的提升（无需形成过程、自限流特性、无交叉滞回电流-电压特征）。通过X射线反射仪、原子力显微镜和二次离子质谱对堆叠结构的细致分析揭示：实际器件堆叠顺序偏离预期（HfO2/Ti/SiO2/Si）。分析研究表明Ti层发生了氧化，这与HfO2 ALD过程中使用臭氧前驱体有关。新的沉积工艺及阻抗测量推导的模型支持我们的假设：臭氧对预先沉积的Ti层的作用决定了器件的整体特性。此外，这些经ALD定制的多功能器件展现出整流能力与足够长的保持时间，足以作为交叉阵列架构中的存储单元及多比特方案的应用材料，同时具备其他潜在应用前景。