《阻變存儲器的研究進展綜述論文》8700字

阻變存儲器的研究進展綜述論文摘要隨著科學技術以及信息產業(yè)的快速發(fā)展，目前擁有的傳統(tǒng)的存儲器已經滿足不了我們日益增長的需求。探索出更加方便的存儲器已經迫在眉睫，因此電阻式隨機存取存儲器（RRAM）在非易失性、低功耗、非破壞性讀出和高密度存儲器方面引起了人們的興趣。阻變存儲器（RRAM）是被認為下一代最有前途的非易失性存儲器之一。相比于傳統(tǒng)的存儲器，RRAM擁有規(guī)?？s小，需求功耗低、制造成本低，操作速度快等眾多優(yōu)點。本文綜述了近年來RRAM的研究進展，包括RRAM的工作機理、器件結構、材料、理論以及RRAM的未來的應用層面和發(fā)展問題的預測。重點關注了阻變存儲器的材料，總結未來能否做到量產的工業(yè)產品，被工業(yè)市場接納的一類材料。關鍵詞：阻變存儲器；介質材料；電極材料；存儲性能目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章緒論 11.1研究背景 11.2阻變存儲器的工作原理 21.3阻變存儲器的研究現狀 31.4選題思路與內容 4第二章阻變存儲器的材料體系 42.1阻變存儲器的材料分類 42.1.1二元金屬氧化物阻變材料 42.1.2固體電解質材料 62.1.3多元金屬氧化物 62.1.4納米材料 8第三章結論與展望 93.1結論 93.2展望 9參考文獻 11第一章緒論1.1研究背景開發(fā)能像人類一樣思考、判斷和做決定的人工智能一直是全世界夢寐以求的目標。存儲信息的能力一直是人類發(fā)展的重要方面。在過去的一個世紀中，見證了用于存儲大量數據的大量新技術的發(fā)展。當今的計算機系統(tǒng)使用易失性和非易失性數據存儲設備的層次結構來優(yōu)化成本和性能之間的關系。30多年來，靜態(tài)隨機存取存儲器（SRAM）和動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）一直被用作計算機的存儲器層次結構中的主要存儲器。SRAM和DRAM都是易失性存儲器，也就是說，一旦切斷電源，它們就會丟失存儲的信息。對于永久性（非易失性）數據存儲，磁性硬盤驅動器（HDD）已經使用了五十多年。然而，隨著諸如音樂播放器和移動電話之類的便攜式電子設備的出現，被稱為“閃存”的非易失性固態(tài)存儲器已經被引入到DRAM和HDD之間的存儲體系中。閃存已成為移動電子設備數據存儲的主要形式，并且越來越多地被用于補充HDD存儲功能。雖然RRAM已經經歷十多年的高速發(fā)展，但是目前不能做到可商業(yè)化，存在很多需要面臨的問題亟需我們去解決。如圖1.1所示，有關RRAM的論文逐年快速增加，表明該領域因其良好的規(guī)模化前景、優(yōu)異的操作和加工性能而引起了巨大的科學興趣。未來該領域必然會得到更大更寬廣的研究。圖1.1根據科學網每年關于電阻開關的出版物1.2阻變存儲器的工作原理阻變存儲器全稱電阻開關隨機存取存儲器（RRAM）,存儲器(Memory)是現代信息技術中用于保存信息的記憶設備，其RRAM器件通過施加適當的電壓實現了高阻態(tài)（HRS）和低阻態(tài)（LRS）之間的電阻切換，由于其良好的可擴展性、簡單的結構、快速的開關速度、較長的保持時間和非破壞性的讀出，引起了人們極大的興趣。以電阻轉變效應為工作原理的阻變存儲器(ResistiveRandomAccessMemory，RRAM)是最具應用前景的下一代非易失性存儲器之一，與傳統(tǒng)浮柵閃存相比，在器件結構、速度、可微縮性、三維集成潛力等方面都具有明顯的優(yōu)勢。國際半導體技術路線(ITRS)認為RRAM是應當受到重點關注從而加速實現產業(yè)化的兩種新型存儲器之一。阻變存儲器的基本結構為三明治結構，由上電極、下電極以及電阻轉變層三層組成，其中的電阻轉變層為各種介質薄膜材料，它在外加電壓、電流等電信號的作用下會在不同電阻狀態(tài)之間進行可逆的轉變，電阻狀態(tài)通常為高、低兩種阻態(tài)，在多值存儲或憶阻器中則有多種電阻態(tài)，而RRAM中的電阻開關存儲單元通常由夾在兩個電子導電電極M之間的絕緣體或電阻材料構成，以形成金屬-絕緣體-金屬（MIM）結構。通過施加適當的電壓，MIM單元可以在高電阻狀態(tài)（HRS）和低電阻狀態(tài)（LRS）之間切換。這兩個狀態(tài)可以分別表示邏輯值1和0。根據電壓極性，RRAM器件的電阻開關行為分為單極性或雙極性。對于單極性開關，電阻開關是由相同極性但幅度不同的電壓引起的，如圖1（a）所示。對于雙極切換，一個極性用于從HRS切換到LRS，另一個極性用于切換回HRS，如圖1（b）所示。圖1（c）所示的第三種電阻開關行為是非極性開關，其中從LRS到HRS（復位過程）以及從HRS到LRS（設定過程）的開關是用正電壓或負電壓完成的。無論開關類型如何，設置電流通常都是有限的，以避免設備發(fā)生硬故障。RRAM的重要性能參數包括工作電壓、工作速度、電阻比、耐久性、保持時間、器件成品率，甚至多級存儲，工作電壓眾所周知，高工作電壓是實際應用中的致命缺陷。這是因為高工作電壓意味著高功耗。此外，高工作電壓下的可靠性可能是一個問題。為了獲得比閃存更大的優(yōu)勢，RRAM設備的編程和擦除電壓應該只有幾伏。圖1.2RRAM器件的電阻開關行為(a）單極開關(b）雙極開關(c）非極性開關。1.3阻變存儲器的研究現狀早在1962年Hickmott[1]在1962年首次在一系列二元氧化物中報道了電阻開關現象。從那時起，在外加電場下的遲滯電阻開關行為在許多材料中都有許多報道[2?3]1967年，貝爾實驗室的KahngD和SzeSM[4]首次提出了用浮柵（FG）器件獲得非易失性存儲器的想法，這也是首次認識到非易失性MOS存儲器的可能性。從那天起，半導體存儲器為數字電子技術的革命性發(fā)展做出了巨大貢獻。1969年IBM公司[5]提出了一種用于高速存儲器的64位雙極RAM芯片，半導體存儲器一直是現代電子技術不可缺少的組成部分和支柱systems.All熟悉的計算平臺從手持設備到大型超級計算機，都使用存儲系統(tǒng)暫時或永久地存儲數據。從存儲數字節(jié)數據的穿孔卡片開始，存儲系統(tǒng)已經達到了多字節(jié)的容量，空間和功耗都大大減少。電阻開關現象的研究在20世紀70年代和80年代出現了第一個高潮。早期的研究大多集中在討論和揭示電刺激電阻開關的物理機制。隨著微電子加工技術的發(fā)展，研究人員認識到電阻開關行為在20世紀90年代后期有可能被用作最終的NVM[6-7]，這帶來了電阻開關的第二次研究熱潮。2013年，Kim等研究人員[8]在In-Sb–Te發(fā)現了具有轉化現象，2015年，Shulake等人[9]發(fā)現這些新想法可以在未來的計算系統(tǒng)中實現存儲和計算單元的三維芯片集成，突出的候選設備包括稱為相變存儲器(PCM)的設備，它與傳統(tǒng)使用的設備有顯著區(qū)別，它們是基于PCM的非易失性存儲器，這些非易失性記憶的基礎在于電阻的變化而不再在于電荷的儲存。2018年，Sun等研究人員[10]發(fā)現PCM的存儲器通?；贕ST三元系統(tǒng)的化合物做了很多改進研究。2016年發(fā)現In-Sb-Te族共晶，從而使之后的科學家對Sb-Te二元體系做過更多深刻的研究[8]。這些研究成果促進RRAM的成熟和能夠量產化和進入市場,前景的優(yōu)越性讓更多的研究者。1.4選題思路與內容目前，阻變存儲器已經被廣泛報道與應用，但這項技術在應用與性能優(yōu)化方面以及存儲機理等方面還存一些待解決的問題。（1）器件工作機理不是特別明確，阻變機制也尚未完全明確，需要繼續(xù)探索新型存儲器的結構和材料材料特性。器件工作機理不是特別明確，阻變機制也尚未完全明確，需要繼續(xù)探索新型存儲器的結構和材料材料特性。（2）器件的可靠性也有一些基礎性的問題需要解決，RRAM的參數均勻性和可靠性目前有了較大的成長，但是還是未能建立可靠普適的器件模型，需要進一步提出改善可靠性的辦法。（3）材料屬性很多目前，多種材料都有非易失性電阻開關的特性。還不能選擇屬于更好的物質來做RRAM的材料基礎。針對上述的現狀與存在的問題，本課題擬將對多種材料進行規(guī)劃分類，闡述多種材料在做RRAM時表現出的電阻轉變性能更好，是否能滿足當下發(fā)展的需求，能否做到量產化并且更具工業(yè)前景。第二章阻變存儲器的材料體系2.1阻變存儲器的材料分類Pr0.7Ca0.3MnO3、GeTe、GeSe、Ag-Ge-S、Cu摻一些雜質SiO2和TiO2混合目前都已經被報道具有非易失性電阻開關特性。材料整體劃分為無機膜材料、有機薄膜材料、納米材料、固體電解質材料等材料，本文重點介紹這幾類材料：二元金屬氧化物、固體電解質材料、多元金屬氧化物、納米材料。2.1.1二元金屬氧化物阻變材料相比于其他阻變材料，二元金屬的氧化物的優(yōu)點更多。它由于結構相對簡單、材料組分容易控制和制備工藝簡單，而且它可以與CMOS工藝兼容，這些異于其它材料的優(yōu)點，從而讓它更讓業(yè)界重視。多家大型公司都采用二元金屬氧化物材料來研究和擴展RRAM技術。國內目前已經有很多科研工作者早已在基于二元金屬氧化物的阻變研究做出了大量的探索和科研工作。蘭州大學李乃峰在二氧化鉻薄膜中摻雜3.8%的硫足以讓p型的HfS2半導體層變?yōu)榘雽w層變?yōu)榻饘賹覽11]。阻變現象可以使HfS2在半導體特性和金屬特性的轉換。目前發(fā)現Nb2O5、Al2O3、Ta2O5、TiO2、NiO、ZrOx等多種二元金屬氧化物的雙穩(wěn)態(tài)開關現象。下面介紹目前市面上大多數公司傾向的二元金屬氧化物材料氧化亞銅（CuxO）的金屬-絕緣體-金屬（MIM）存儲器，首次提出了空間電荷限制傳導（SCLC）模型來解釋開關機制和存儲單元性能。圖中（b）示出了具有集成在標準CMOS架構中的CuxO-MIM存儲器元件的64Kb存儲器測試陣列的剖視圖。Cu通孔定義了存儲器元件的一個端子。電化學沉積，退火銅是平坦化的化學機械拋光在傳統(tǒng)的方式。如圖中（c）所示，通過0.18umCu通孔的熱氧化來生長厚的CuxO膜。上電極由雙層Ti/TiN薄膜組成，通過反應濺射的方法從Ti靶上沉積，并通過減影蝕刻形成圖案。每個CuxO存儲器元件連接到選擇晶體管，選擇晶體管一起定義存儲器單元，根據CuxO-MIM電池的開關特性，建立了基于SCLC和固體材料中陷阱/反陷阱過程的電阻開關模型。這種工作模式下的此單元表現出優(yōu)異的存儲特性、非常長的保留時間、開關的速度快、低功耗操作、可擴展性強以及與CMOS技術的兼容性好等特性。這些特性適合高密度低成本內存應用。圖2.1.1（a）連接到選擇晶體管的存儲器單元(b）存儲單元陣列的橫截面圖(c）通孔中Cu2O存儲單元的透射電鏡研究2011年Li[12]等人制備了一種簡單Cu/WO3/Pt三明治結構的WO3基RRAM器件，系統(tǒng)地研究了所制備的Cu/WO3/Pt器件的電阻開關特性。通過對介紹了一種用于非易失性存儲器的Cu/WO3/Pt結構RRAM器件，這個器件具有良好的電阻開關特性，如耐久性好、功耗低、數據保持可靠等。并且分別對比不同頂電極材料對Cu/WO3/Pt存儲器件電阻開關特性的影響，以及結合恒電壓下電流隨時間的變化，說明電化學反應在Cu/WO3/Pt存儲器件電阻開關中起著重要作用。而且通過實驗進一步證明出電阻開關的機制與局部導電絲的形成和斷裂有關。而且發(fā)現了Cu/WO3/Pt存儲器件具有可重復電阻開關、低功耗、多級存儲和良好的保持性等優(yōu)點。對于未來的非易失性存儲應用方面必然可以重點關注。2.1.2固體電解質材料固體電解質一般是含有大量高流動性帶正電的金屬離子的快離子導體,目前發(fā)現的固體電解質都含有Cu和Ag的混合物[13-14]。早期關于可編程金屬化單元存儲器的工作中，相關研究機構重點研究了富硫硒化鍺基器件。摻銀的Ge-Se電解質具有高的離子遷移率，這對于快速的器件操作是需要的，但是由這些材料形成的器件的一個缺點是它們不容易忍受超過200℃的加工條件。這意味著相對低溫的BEOL處理對于與CMOS集成是必要的。盡管這在新材料和新工藝中是可能的，但這在半導體行業(yè)中是非標準的，因此可能會增加集成或嵌入PMC存儲器的成本。并且研究發(fā)現硫化物基固體電解質適合用于PMC器件，摻銀材料將在后端處理中存活到430°C。因此，與硒化物基材料相比，這些材料似乎是集成到標準CMOS流中的更好選擇[12]。銅是作為一種已經在半導體工業(yè)中廣泛應用的材料，在硫化物基器件中是銀的合適替代品，但是高溫處理仍有待研究。未來會更具有被世界的工業(yè)市場認可的前景。20世紀80年代以來，人們對非晶硅（a-Si）器件的電阻開關行為進行了觀察和研究。典型器件由兩層金屬層組成，中間夾一層Si層作為存儲介質，形成了metal/a-Si/metal（M/a-Si/M）層狀結構。電阻開關行為可以用正（負）電壓下a-Si基體內部金屬絲的形成（消除）來解釋，這種M/a-Si/M器件，需要經歷一個高壓成形過程，在10V以上的電壓下施加一個長的電壓脈沖。成形過程通常沒有得到很好的控制，在初始長絲成形后可能會對器件產生永久性損傷，這嚴重限制了器件的產量和應用潛力。2008年，美國密歇根州安阿伯市米希根大學Jo等人[15]發(fā)表了一篇關于平面硅平臺上的納米尺度a-Si電阻開關結構。并且自20世紀80年代以來，人們對非晶硅（a-Si）器件的電阻開關行為進行了觀察和研究。器件由兩層金屬層組成，中間夾一層Si層作為存儲介質，形成了一種為metal/a-Si/metal（M/a-Si/M）層狀結構。電阻開關行為可以用正（負）電壓下a-Si基體內部金屬絲的形成（消除）來解釋。然而，這種M/a-Si/M器件，需要經歷一個高壓成形過程，在10V以上的電壓下施加一個長的電壓脈沖。目前還不清楚這些器件是否可以縮小到100nm以下，通常在成形后可以觀察到微米大小的細絲。因此，很少有人嘗試將非晶硅電阻開關器件作為超高密度材料進行研究。受最近納米線存儲器件研究的啟發(fā)，它們研究了平面硅平臺上的納米尺度a-Si電阻開關結構，并且展示了高性能，使用固態(tài)硅作為存儲介質的非易失性電阻開關存儲器可以很容易地通過CMOS兼容的傳統(tǒng)處理工藝實現。2.1.3多元金屬氧化物目前出現在研究范圍可具有電阻轉變效應的多元金屬氧化物種類不是特別多。主要是前已報道的主要為PrxCa1-xMnO3(PCMO),LaxCa1-xMnO3和LaxSr1-xMnO3等四元金屬氧化物[16，17,18,19，13]和SrTiO3,SrZrO3和SrRuO3等三元金屬氧化物[20，21，22，23]。2000年，美國休斯頓大學Liu等人[16]采用脈沖激光沉積（PLD）技術制備了樣品，并且報道了金屬氧化物薄膜Pr0.7Ca0.3MnO3在不同極性的電脈沖作用下發(fā)生的可逆電阻效應的現象，而且它們的電阻值可以在相差10倍以上的兩個狀態(tài)之間變化，巨磁阻薄膜電阻器是一種新型的非易失性存儲器元件,隨后大多數巨磁材料就收到業(yè)界的廣泛關注,濺射和旋涂（MOD）工藝隨后被開發(fā)用于在標準硅片上制造電阻存儲器,每種工藝都能產生優(yōu)良的存儲電阻。主要是摻銀硫化鍺固體電解質PMC器件的電學特性，這些材料具有極好的熱穩(wěn)定性，而且，由它們制成的器件能夠承受許多BEOL工藝中使用的高溫。2006年，相關科學家研究了脈沖激光沉積在Pt/Ti/SiO2/Si襯底上的Ag/La0.7Ca0.3MnO3/LCMO/Pt三明治薄膜的電流-電壓特性和電阻開關機理特性問題[17]。這些特性可以用空穴載流子注入的空間電荷限制的SCL傳導來解釋，它是由能量指數分布的Ag/LCMO界面陷阱控制的?？昭ㄝd流子的俘獲/解俘獲過程導致了i/v曲線的遲滯和不對稱，不同電壓范圍下的電阻變化與正偏壓引起的載流子俘獲能級有關。在陷阱輔助界面相分離的基礎上，研究者討論了有序/無序轉變對電阻保持性能的影響。因此，電壓脈沖引起的電阻開關是由界面誘導的塊狀有限輸運效應引起的。并且研究了Ag/LCMO/Pt異質結構的滯回特性。用能量服從指數分布的Ag/LCMO界面陷阱控制的SCL傳導來描述載流子輸運過程。當載流子俘獲能級達到I/V曲線顯示T/FL傳導機制時，可以觀察到磁滯現象，這可以歸因于俘獲載流子的保留特性。電壓脈沖引起的高阻和低阻狀態(tài)也與載流子的陷阱能級有關，電阻開關可以看作是空穴載流子陷阱/解陷阱過程引起的陷阱能級分布的變化。這種SCL的產生歸因于界面誘導的塊狀有限效應，因為主導載流子傳輸的陷阱位于Ag/LCMO界面。能量呈指數分布的載流子填充陷阱具有傳統(tǒng)SCL條件所不能解釋的非易失性。鈣鈦礦錳氧化物薄膜的非易失性與陷阱輔助界面相分離過程引起的有序/無序轉變有關。研究人員實驗得出，電極-絕緣體或半導體-電極三明治系統(tǒng)的電阻開關可能是由電極/絕緣體或半導體界面的缺陷所決定的。改進的RRAM器件可以通過設計界面來創(chuàng)建一個金屬/絕緣體相共存層，其中導電性強烈依賴于載流子注入。2020年，Liu等人[19]在美國物理學會上發(fā)表一篇在巨磁阻材料CMR中發(fā)現了一個在室溫和零磁場環(huán)境下激活的大電脈沖誘導的可逆電阻Pr0.7Ca0.3MnO3薄膜的文章。在脈沖電場作用下，研究人員觀察到電場方向相關的電阻變化超過1700%；持續(xù)時間100ns，低至65V。電阻變化隨脈沖數的增加而累積，具有可逆性和非易失性。這種室溫下在CMR材料中觀察到的電致缺陷既有利于材料性能的發(fā)現，也有利于薄膜錳氧化物在包括高密度非易失性存儲器在內的電子學領域的應用前景。2.1.4納米材料目前統(tǒng)的基于電荷的存儲器正接近其擴展極限。在這種情況下，未來非易失性存儲器（NVM）的發(fā)展引起了廣泛的關注。具有簡單的金屬/絕緣體/金屬（MIM）三明治結構的期望隨機存取存儲器（RRAM）是新興的NVM技術之一。并且與其他同類產品如相變RAM（PRAM）、磁阻RAM（MRAM）、閃存和鐵電RAM（FeRAM）相比，它具有更快的寫入速度、更低的操作功率、更高的耐用性、優(yōu)異的可擴展性（超過10nm的特性尺寸）和多狀態(tài)存儲器。在各種金屬氧化物、有機分子、聚合物、石墨烯氧化物和11納米復合材料中觀察到了電阻開關現象。氧化鋅是一種寬直接禁帶II–VI半導體，具有豐富的氧空位。這有助于形成絲狀導電路徑。已經報道了ZnO基器件中的電阻開關。為了研究ZnO基電阻存儲器的可擴展性，低維器件的制造和表征是必要的。半導體納米線（SNW）作為一種低維結構，具有豐富的表面態(tài)和較大的表面積，優(yōu)異的機械柔韌性，共振光吸收，載流子限制誘導帶隙，等等。在各種SNW器件中都觀察到了電阻開關現象。摻鎵氧化鋅單納米線器件中的電流自整流電阻開關，這意味著該器件在低電阻狀態(tài)下具有固有的整流特性。2011年，He等工作者[24]研究表示在室溫下通過設置順應電流（ICC）的條件在單Ni/NiO核殼納米線中實現存儲器和閾值電阻開關（RS）的控制交替。存儲器RS由高ICC觸發(fā)，而閾值RS通過設置一個低的ICC出現，復位過程在不設置一個ICC的情況下實現，充分討論了記憶和閾值RS的物理機制，并將其歸因于氧空位（Vo）鏈狀導電燈絲的形成和電場在不形成導電燈絲的情況下引起的擊穿，由于Vo-Vo相互作用，在能量上有利于形成導電鏈而不是隨機分布，從而導致非易失性從關態(tài)切換到開態(tài)。在重設過程中，大焦耳加熱通過破壞Vo-Vo相互作用，從而破壞負責從開-關狀態(tài)轉換的導電細絲，從而重新排列氧空位。2015年，Bai等人[25]發(fā)表了一篇文章提出了一種以單層石墨烯為邊緣電極的兩層三維RRAM。其通過電學結果表明，這種極薄的邊緣電極可以在納米尺度上實現RRAM器件的正常開關。同時，利用肖特基勢壘在金屬/碳納米管和氧化物/碳納米管界面上誘導的非對稱載流子輸運，成功地制備并表征了一種以碳納米管為邊緣電極的選擇內置3D-RRAM結構。他們在這項研究中，三維RRAM與石墨烯或碳納米管邊緣電極演示，探索垂直和水平的可擴展性。在垂直方向上，制備了以單層石墨烯為邊緣電極的雙層3D-Ta2O5-x/TaOy-RRAM電池。3D-RRAM電池在亞納米電極厚度下可以正常開關。在水平方向上，采用帶半導體CNT邊緣電極的3D-Ta2O5-x/TaOyRRAM實現了無選擇層。在這種情況下，在CNT/Sc和CNT/TaOy觸點處形成的肖特基勢壘用作內置選擇器，并且在實驗和模擬結果的基礎上，對不同邊緣電極材料的高密度應用潛力進行了評價。2015年，由于電阻式隨機存取存儲器（RRAM）是最有前途的非易失性存儲器技術之一，因為它有很大的潛力取代傳統(tǒng)的電荷型存儲器，而電荷型存儲器正接近其擴展極限。為了充分發(fā)揮RRAM的潛力，開發(fā)一種獨特的電流自校正器件非常重要，它提供了一種解決方案來抑制縱橫制陣列中的潛在電流，并提供了消除電流限制器的自順應性。Wang等課題小組成員[26]研究了摻鎵氧化鋅單納米線器件的自整流電阻開關；摻銻單納米線器件的電流不僅是自整流的，而且是自順應的。采用不同的設定電壓，實現了摻銻氧化鋅單納米線器件的多級電阻開關。此外，Ga和Sb的加入大大縮小了開關電壓的分布范圍。第三章結論與展望3.1結論從內存設備的簡要回顧開始，給出了RRAM設備的基本概述。討論了RRAM器件的基本工作原理、主要性能參數、以及提高RRAM器件電阻開關特性的一些重要因素。面臨的困難和挑戰(zhàn)包括理解電阻開關機制和確定如何改善特性。雖然取得了一些優(yōu)秀的進展，但是許多重要的工作仍在進行中，還需要做更多的工作去提高它的性能。需要一類在成分控制和與傳統(tǒng)半導體工藝兼容方面具有壓倒性優(yōu)勢的材料，特別是在實際應用中的耐久性和保持性。應更多地關注新技術，以實現更快的編程/擦除、更高的可擴展性、更低的功耗、多級存儲和更低的成本。特別地，需要在選擇合適的電極材料、利用嵌入絕緣層中的納米晶體或金屬離子等材料來制造器件方面進行工作。3.2展望隨著相關研究人員對RRAM研究的不斷深入和鉆研，相關性能指標以及材料成本都在不斷優(yōu)化，我相信一定可以可以找到最適合阻變存儲的材料。（1）對通用的開關機制還沒有完全的了解。詳細了解電阻開關的開關機制是一個迫切的需要。新技術和新型結構的RRAM器件仍處于研究階段；需要證明更多的電阻開關特性。通過不斷的工作，我們相信電阻開關RRAM器件將成為一項突破性的技術，并在未來的非易失性存儲器應用中取得成功。（2）國內外眾多科學家做了大量研究，找出屬于優(yōu)良的材料，根據它的屬性，做出來適合的優(yōu)良模型，未來可以投入生產。（3）材料的優(yōu)良性，根據加入氧化物等材料，改變物質的屬性，從而讓它做出來的存儲器的性能更加優(yōu)良。（4）目前雖然存在很多問題，但是我相信在眾多研究人員的探索下，未來RRAM必然可以投入生產進入大眾的生活。參考文獻[1]HickmottTW.Low-frequencynegativeresistanceinthinanodicoxidefilms[J].JApplPhys,1962,33(9):2669?2682.[2]AylingJK,MooreRD,TuGK，Ahigh-performancemonolithicstore[J].February，1969，19（21）：36-37.[3]DearnaleG,StonehamAM,MorganDV.Electricalphenomenainamorphousoxidefilms[J].RepProgPhys,1970,33(11):1129?1191.[4]JaganSinghMeena,SimonMinSze,etal.Overviewofemergingnonvolatilememory.technologies[J].NanoscaleResearchLetters，2014,9（526）:6687-6690.[5]AylingJK,MooreRD,TuGK，Ahigh-performancemonolithicstore[J].February，1969，19（21）:36-37.[6]AsamitsuA,TomiokaY,KuwaharaH,etal.Currentswitchingofresistivestatesinmagnetoresistivemanganites[J].Nature,1997,388(6637):50?52.[7]KozickiMN,YunM,HiltL,etal.Applicationsofprogrammableresistancechangesinmetal-dopedchalcogenides[J].Solid-StateIonicDevices,1999,99(13):298?309.[8]KimYT,KimS.ComparisonofthermalstabilitiesbetweenGe-Sb-TeandIn-Sb-Tephasechangematerials[J],AppliedPhysicsLetters,2013.103(12),183501.[9]Shulaker,MM,Wu,TF.,Sabry,MM,etal.Monolithic3Dintegration:apathfromconcepttoreality[J],Proceedings-Design,AutomationandTestinEurope,709(2569):1197-1202[10]SunX,GerlachJW,LotnykA,etal.Nanoscalebipolarelectricalswitchingof.Ge2Sb2Te5phase-changematerialthinfilms[J],AdvancedElectronicMaterials,2018.2017(12):1700283.[11]李乃峰.二硫化鉿阻變存儲器的阻變機理研究及憶阻性能優(yōu)化[D].蘭州：蘭州大學，2020.[12]LiYT,LongSB,LvHB,etal.InvestigationofresistiveswitchingbehavioursinWO3basedRRAMdevices[J].\hChinPhysB,2011,20(5):017305.[13]KozickiMN,BalakrishnanM,GopalanC,etal.ProgrammablemetallizationcellmemorybasedonAg-Ge-SandCu-Ge-Ssolidelectrolytes[J].IEEE,2005,10(1109):83–89.[14]ZhugeF,LiK,FuB,etal.Mechanismforresistiveswitchinginchalcogenide-basedelectrochemicalmetallizationmemorycells[J].\hAIPAdv,2015,5(5):057125.[15]JoSH,LuW.CMOScompatiblenanoscalenonvolatileresistanceswitchingmemory.\hNanoLett[J],2008,9(2):392–397.[16]LiuSQ,WuNJ,IgnatievA.Electric-pulse-inducedreversibleresistancechangeeffectinmagnetoresistivefilms[J].\hApplPhysLett,2000,76(19):2749–2751.[17]ShangDS,WangQ,ChenLD,etal.Effectofcarriertrappingonthehystereticcurrent-voltagecharacteristicsinAg/La0.7Ca0.3MnO3?Ptheterostructures[J].\hPhysRevB,2006,73(24):245427.[18]TokunagaY,KanekoY,HeJP,etal.Colossalelectroresistanceeffectatmetalelectrode/La1?xSr1+xMnO4inter