氧空位型阻变器件中导电细丝的测试装置和测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种氧空位型阻变器件中导电细丝的测试装置以及测试方法，所述氧空位型阻变器件中导电细丝的测试装置包括聚焦离子束显微镜，所述聚焦离子束显微镜适于切割阻变器件形成阻变器件截面；原位芯片，所述原位芯片上形成有适于承载所述阻变器件的承载面；导电探针原子力显微镜，所述导电探针扫描所述阻变器件截面并根据电流分布确定所述导电细丝的位置；透射电子显微镜，所述透射电子显微镜适于对所述导电细丝的位置进行观测。由此，CAFM测试获得的电流分布结果与TEM测试获得的微观结构可以实现在同一阻变器件同一测试区域的严格对应，从而根据表征信息获得单根导电细丝的电阻值、电流值，以及对应的原子分辨率的微观晶体结构。的微观晶体结构。的微观晶体结构。

【技术实现步骤摘要】
氧空位型阻变器件中导电细丝的测试装置和测试方法


[0001]本申请涉及半导体领域，具体地，涉及氧空位型阻变器件中导电细丝的测试装置和测试方法。

技术介绍

[0002]大多数以金属氧化物为核心材料的阻变器件，它们的工作机理依赖于阻变层内部形成的连接上下电极的导电细丝。通常认为，在外加电场的作用下，阻变层内部和上下电极的界面处会形成氧离子，这些氧离子在定向电场势能和焦耳热的驱动下发生定向迁移，在阻变层内部留下氧空位。聚集在一起的氧空位形成导电通道，联通上下电极，构成导电细丝。在不同的加载条件下，导电细丝会经历如下演变：写入操作(Forming)过程中的形成，建立操作(Set)过程中的连接和重置操作(Reset)过程中的断开。阻变器件在原始状态的阻值在G欧姆量级；在形成导电细丝后，上下电极之间通过导电细丝建立导电通道，器件的电阻值下降到k欧姆量级；重置操作之后，导电细丝断开，阻变器件的阻值升高到M欧姆量级。因此，导电细丝的演变过程导致阻变器件的电阻值发生高阻态(M欧姆量级)和低阻态(k欧姆量级)的之间转变。
[0003]相关技术中表征导电细丝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧空位型阻变器件中导电细丝的测试装置，其特征在于，包括：聚焦离子束显微镜，所述聚焦离子束显微镜适于切割阻变器件形成阻变器件截面，使所述阻变器件的上电极截面、阻变层截面和下电极截面暴露在同一平面内；原位芯片，所述原位芯片上形成有适于承载所述阻变器件的承载面，所述承载面上设置有连接电极和测试电极；导电探针原子力显微镜，所述导电探针原子力显微镜设置有适于容纳所述原位芯片的第一测试腔体，所述第一测试腔体内设置有测试平台，所述阻变器件、所述连接电极、所述测试电极和所述测试平台电连接，所述导电探针扫描所述阻变器件截面并根据电流分布确定所述导电细丝的位置；透射电子显微镜，所述透射电子显微镜适于对所述导电细丝的位置进行观测，以获得所述导电细丝的微观结构。2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括：氧同位素载气系统，所述氧同位素载气系统包括载气源，所述载气源与所述第一测试腔体连通；离子质谱仪，所述离子质谱仪根据氧同位素的位置标记氧离子的分布区域。3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述氧同位素载气系统还包括：流量调节器，所述流量调节器设置在所述载气源和所述第一测试腔体之间。4.一种氧空位型阻变器件中导电细丝的测试方法，其特征在于，包括：采用聚焦离子束显微镜切割阻变器件形成阻变器件截面，使所述阻变器件的上电极截面、阻变层截面和下电极截面暴露在同一平面内；将切割后的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华强，孙雯，高滨，唐建石，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：