在包括物联网（IoT）在内的下一代数字技术中,非易失性存储器（NVM）将会扮演十分重要的角色。阻变式存储器作为一种新型非易失性存储器,由于具有结构简单、与传统CMOS工艺匹配度高、操作速度快、集成度高、较低的功耗以及能够实现多值存储等优点受到了研究人员的广泛青睐。本文开展SiN_x基RRAM器件的研究工作,具体内容如下:1.优化工艺,制备SiN_x基RRAM器件。通过控制PECVD工艺中通入SiH₄与NH₃比例的不同制备具有不同化学计量配比的SiN_x薄膜,并且选择了W、Mg和Cu三种不同的金属作为器件的顶电极材料,比较不同顶电极对器件性能的影响。2.对W/SiN_x/Pt器件的阻变性能进行了研究。首先在比较合适的条件下对各器件进行电学测试。当SiH₄:NH₃=1:7/1:1/2:1时,器件的Set电压分别为1.6V、1.1V和1.4V,Reset电压分别为-2.5V、-1.9V和-2V,Reset电流幅值分别为8mA、0.67mA和3.7mA,储值窗口分别大约为70、60和20,且器件均可实现自限流功能。当SiH₄:NH₃=1:7时,器件初始态为绝缘态,需要对器件施加Forming电压才可表现出正常的I-V特性,且器件具有较好的电学参数一致性。当SiH₄:NH₃=1:1/2:1时,器件初始态为导通态,具有No-forming的特性,且电学参数离散性相对较大。经研究表明,W/SiN_x/Pt器件的阻变机制基于氮空位形成的导电通道的形成与断裂,导电机理为空间电荷限制电流。将SiH₄与NH₃各比例生成的器件置于相同的扫描电压范围内进行测试,比较阻变材料中元素化学计量配比对W/SiN_x/Pt器件性能的影响。当SiH₄:NH₃=1:7时,器件的转换电压幅值比SiH₄:NH₃=1:1/2:1时的器件转换电压幅值大,且SiH₄:NH₃=1:1与SiH₄:NH₃=2:1时生成器件的转换电压幅值大致相同。随着SiH₄与NH₃比例的增大,器件高低阻态的阻值均呈减小趋势。3.对Mg/SiN_x/Pt器件的阻变特性进行了深入的研究。器件的阻变机制主要基于金属导电丝的形成与断裂。处于低阻态时,器件均表现为欧姆导电机制。当器件处于高阻态时,器件内部同时存在欧姆导电机制和空间电荷限制电流导电机制。研究了不同Reset截止电压|V_stop@Reset|、不同Set限制电流I_comp以及不同条件下生长的阻变层对器件阻变参数的影响。随着SiH₄与NH₃流量比的增大,器件的Forming电压增大,Set电压逐渐减小,Reset电压保持不变,Reset电流逐渐减小,低阻态阻值基本保持不变,高阻态阻值减小。研究了两种活性金属Mg与Cu作为顶电极材料对^/SiN_x/Pt器件性能的影响,由实验结果与理论分析可得Cu作为上电极时,需要更小的Forming电压以及更大的转换电压。