随着电子科学技术的飞速发展,未来的存储器应具有非挥发性、超高的存储密度、超快的读写速度和更低的功耗。基于电荷存储的传统非挥发存储器NOR/NAND Flash的尺寸缩小现已逼近其极限,难以满足未来存储器的高密度和高性能的要求。而基于二元氧化物材料的电阻式随机存储器(ReRAM)具有低廉的价格、简单的结构、超高的密度、低功耗、高速和与CMOS工艺兼容的优点,受到广泛的关注,有望成为新一代主流的非挥发性存储器。

  在电激励下,二元氧化物中形成破灭局域的导电细丝是引起这类材料发生电阻转变现象的主要物理机制。导电细丝可能由氧化物自身分解出来的氧空位组成,也可能由电极引入的金属离子组成。但是,不管是哪种情况,导电细丝的生长过程都是随机的,不易控制,因此造成ReRAM器件转变参数的离散性较大。国际上大部分的研究小组都把目光集中在通过优化器件的材料体系来改善这类ReRAM器件转变参数的均匀性,主要的方法有如下几种:第一,优化ReRAM的功能层材料的晶格结构;第二,采用活性电极(如:Ti、TiN和Al等)代替传统的惰性电极;第三,采用掺杂技术来改善器件的转变特性;第四,在电极与功能层之间增加薄层金属。但是,目前还很少有文献报道通过控制细丝的形成过程来达到改善器件转变特性的方法。