氧压对VOx薄膜阈值开关性能的影响

作者：李国强; 魏建红; 刘雍; 熊锐; 卢志红

来源：陕西科技大学学报, 2021, 39(4): 166-174.

DOI：10.3969/j.issn.1000-5811.2021.04.026

• 阈值开关
• 阈值电压
• 开关比
• 氧空位

结合脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition,PLD)和直流(DC)磁控溅射方法成功制备了Pt/VOx/Pt/SiO2/Si阈值开关器件(TS),VOx薄膜厚度约为300 nm.为了研究器件沉积时氧压对器件性能的影响,本文制备了四个不同沉积气压的VOx薄膜器件(0.5Pa、1.2Pa、2.4 Pa和3.0 Pa),利用XRD、SEM、XPS手段对VOx薄膜器件进行晶体结构、形貌、厚度和元素价态表征,同时还对四个器件进行TS性能测试以及研究了不同沉积气压对器件阻变机制的影响.结果表明,随着沉积气压从0.5Pa增加到2.4Pa,VOx薄膜中的氧空位含量减少,器件的开关电流比(ION/IOFF)和阈值电压(Vth)增大,且循环稳定性增强;但是当氧压增加到3.0 Pa后,器件性能略有降低.这表明O空位的含量对VOx薄膜的TS性能有显著的影响,并且可以通过调控薄膜的O空位含量来实现对器件性能的改性.