阻变存储器（RRAM）因具有低功耗、高密度、结构简单且易与CMOS工艺兼容等特点成为了下一代最具潜力的非挥发性存储器之一。阻变存储器的阻变（RS）机理主要分为两大类,一类通过导电细丝的形成与熔断完成器件阻值转变;另一类则通过调节金属/薄膜界面势垒高度形成阻变。无论哪种阻变机制,缺陷与陷阱在其中均扮演着重要的角色。通过改善薄膜内的陷阱状态,我们可以得到性能更优,可靠性更好的阻变存储器。存储器使用过程中缺陷的产生、移动等问题同样影响着器件性能,缩短了器件使用寿命。为了实现阻变存储器工业化、产业化生产,研究学者们针对阻变存储器中陷阱的作用机制展开了广泛的研究,对器件内陷阱的表征分析进行了深入的探索。本文主要针对铁电阻变存储器中的缺陷陷阱进行研究。通过对器件中的陷阱进行原位表征分析,探究阻变过程中陷阱的作用机制,理解器件铁电阻变机理。通过对存储器可靠性参数分析,理解缺陷与陷阱的变化对存储器性能的影响,提出改善器件性能的方案,为实现阻变存储器的商业化应用打下基础。具体研究内容如下:（1）实验样品为Au/BiFeO₃/SrRuO₃三明治结构基本阻变存储单元,阻变效应主要由陷阱俘获/释放载流子机制调控。通过分析器件的瞬态电流曲线并提取陷阱时间常数,确定薄膜内的陷阱为氧空位缺陷,陷阱能级为0.71±0.06 eV。通过对薄膜内陷阱填充状态和极化状态与陷阱时间常数关系的分析,进一步揭示陷阱俘获/释放载流子的作用机制。（2）氧空位移动与陷阱俘获/释放载流子会共同影响器件铁电阻变性能,由于氧空位迁移率较大,持续的-15V偏压可以使薄膜内氧空位向界面处移动,导致器件出现“阻变翻转”现象,器件的保持特性相对原始样品提高30%。外加电应力同时会改变薄膜内陷阱密度、陷阱能级和陷阱俘获载流子能力,通过对器件电容-电压曲线的分析,可以得到不同氧空位分布条件下陷阱密度和自由载流子密度的变化规律。（3）铁电阻变存储器的疲劳过程主要分为两个阶段,唤醒阶段和疲劳阶段。唤醒阶段因极化电畴被释放导致薄膜内陷阱密度增加,样品特征参数（极化、阻值、转变电压等）增大。疲劳阶段器件阻变性能和铁电性能逐渐降低,薄膜内氧空位浓度、自由载流子浓度逐渐增加,器件性能衰减。