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不同噴塗溫度與薄膜厚度之石墨烯氧化物電阻式記憶體特性探討及其結合選擇器之特性研究

為了解決Seagate 2TB的問題，作者黃彥綸 這樣論述：

本論文主要研究石墨烯氧化物電阻式記憶體(graphene oxide based resistive RAM, GO RRAM) ，並分為三大部分進行研究討論。第一部份針對其RRAM之中間層GO厚度對GO RRAM之物性及電性影響，第二部分針對其RRAM之中間層GO所製程之溫度差異對GO RRAM之物性及電性影響，第三部分為選擇器應用於GO RRAM之1S1R特性研究。第一部分針對GO厚度差異造成其GO RRAM電性及物性影響之研究中分為兩組對照組比較，第一組為兩個不同GO厚度參數比較，GO分別為1層(40nm)與3層(100nm)，製程溫度固定為室溫，第二組為三個不同GO厚度參數比較，GO

分別為1層(18nm)、 3層(54nm)及15層(270nm)，製程溫度固定為250℃，發現其GO厚度約50nm之RRAM轉換特性較穩定。第二部分針對GO製程溫度差異造成其GO RRAM電性及物性影響之研究中分為兩組對照組比較，第一組分為兩個不同GO製程溫度之特性比較，分別為室溫及250℃，噴塗層數固定為三層，發現在100ºC以上的薄膜厚度有明顯變小，因此進行100ºC以上之三個不同GO製程溫度的研究，溫度分別為100℃、200℃及250℃，噴塗層數固定為15層。實驗結果GO在製程溫度越高之情況下其GO RRAM之HRS與LRS值下降幅度越大，其操作電流越大對元件造成退化越大，因此於室溫的製

程有較佳的結果。論文第三部分為研究選擇器應用於GO RRAM上做1S1R元件之特性探討，研究初期分別使用穩定之Zener與Schottky二極體做逆向並聯模擬選擇器來進行研究，發現使用Zener二極體有少數載子效應，高速轉換特性較差，而使用Schottky二極體，發現其操作電壓範圍太小與操作電流太大等問題。因此改以兩蕭特基接面逆向串接結構之Ni/TiOx/Ni選擇器應用於GO RRAM進行1S1R之元件探討，發現其LRS之狀態較穩定，操作電流也較小，而HRS將決定於選擇器操作電流高低，若選擇器操作電流較GO RRAM小(於0.1V時)，1S1R之SET初始狀態將由選擇器主導，反之，若選擇器操作

電流較GO RRAM高(於0.1V時)，1S1R之SET初始狀態將由GO RRAM主導。接上選擇器後之1S1R記憶體與未接選擇器之記憶體相比較，1S1R的SET電壓與RESET電壓均有增加之現象。