本論文研究分成兩部分，第一部分使用濺鍍機製程鍍製下電極?(Mo)、主動層二氧化鈦(TiO2)與上電極，結構為(上電極/TiO2/Mo)。並且使用不同上電極?、鋁與複合電極來探討電阻轉換特性，發現當使用鋁做為上電極時，其異質接面較易使燈絲形成與斷裂，使得電阻式記憶特性更加明顯。並且利用不同的主動層退火條件與基板加溫鍍膜，來探討熱處理對單層二氧化鈦薄膜電阻式記憶特性之影響。從實驗結果得知，基板加溫能夠使薄膜緻密與增加附著度，而主動層薄膜退火400℃時能得到最多循環次數的電阻轉換特性。 第二部分使用濺鍍機製程鍍製下電極?、主動層二氧化鈦/矽(Si)/二氧化鈦與上電極鋁，結構為Al/TiO2/SRO/TiO2/Mo。藉由三種主動層薄膜退火條件─未退火、400℃與900℃，去探討矽奈米晶超晶格結構的電阻式記憶特性與矽奈米晶發光現象。由實驗結果得知，未退火之超晶格結構比單層二氧化鈦薄膜具有更佳的電阻轉換特性；而退火400℃時元件同樣具有電阻轉換特性，然其循環次數較單層二氧化鈦結構來得差，此現象歸咎於退火400℃時矽會與氧形成量良好絕緣的富矽氧化物-二氧化矽，並使用HRTEM觀察其結構並進行EDS元素分析，發現中間層矽氧比接近0 5，推測富矽氧化物層經過退火後轉變成非結晶相的富矽氧化物-二氧化矽，使得元件電阻式記憶特性逐漸變差終至失效；經由EDS元素分析在退火900℃之超晶格結構發現中間層富矽氧化物(SRO)中矽含量較退火400℃的多，透過HRTEM觀察發現矽有明顯結晶相，由於先前單層二氧化鈦元件退火900時並沒有電阻切換現象，因此可以推斷其燈絲效應是由富矽氧化物中的矽奈米晶為主，其元件循環次數可高達665次、且高低阻態阻值比約為80。 使用超晶格結構量測光致發光，探討矽奈米晶發光波包與二氧化鈦薄膜的缺陷發光。並且利用更多層討論是否能夠提升發光特性，與接面越多是否會影響記憶特性。
| Date of Award | 2017 Aug 22 |
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| Original language | Chinese |
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| Supervisor | Chuan-Feng Shih (Supervisor) |
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富矽氧化物與二氧化鈦超晶格結構電阻式記憶特性研究
冠竹, 侯. (Author). 2017 Aug 22
Student thesis: Master's Thesis