段伟杰，王冬迎，杨 毅

（湖南工程学院 计算科学与电子学院，湘潭411104）

0 引言

随着半导体技术的不断推进，摩尔定律的发展日益接近其极限，诸多领域对新型信息存储器件的需求也日趋迫切.阻变随机存储器（RRAM）因为拥有结构简单、易于高密度集成、断电可保持、良好的尺寸特性等优势，成为下一代非挥发性存储器件的强有力竞争者［1-3］.阻变存储器一般为电极/功能层/电极的三明治结构，在外加电场作用下，器件单元的电阻可以在高低不同值之间进行可逆切换，不同的电阻态对应不同的存储状态.近年来，研究人员开发了许多方法用于阻变存储器的设计与制备.同时，多种材料体系也被尝试用于阻变器件的研究及其相关的机理分析［4-5］.其中，二元金属氧化物因成分简单、便于制备表征、工艺兼容性好，成为研究中最为广泛的一种材料.在外加电场作用下，二元金属氧化物中的一些氧离子可以在局部发生定向移动，使氧空位在局部发生聚集并形成可供电子快速迁移的通道，实现电阻的退化.所以，氧空位的形成能大小直接影响电阻转变的难易程度.

目前，相关研究主要集中在二元金属氧化物半导体中，如氧化锌、氧化镍、氧化铜等.众所周知，氧化铝是当前硅基半导体制造工艺中最常见的金属氧化物，且与工艺路线完全兼容.但是氧化铝是一种绝缘材料，氧空位的形成能非常高，无法在电场作用下实现可逆的电阻转变.因此，如何使……