[发明专利]一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子材料的电学性能测试技术领域，具体涉及一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测装置；本发明还涉及利用该装置进行氧化锆薄膜电阻转变特性检测的方法。

背景技术

目前，用来解释电阻转变特性的机理和理论有各种各样，但能够适用于各种阻变存储器材料的理论还不够完善和清晰，为了能够揭示电阻转变特性的机理，使用一些现代的分析测试方法和技术是非常必要的。在研究电阻转变特性的机理的工作中，现代的分析测试方法和技术起到了非常重要的作用；原位(insitu)检测主要指的是在科学中实时的测试分析，将待测的目标置于原来的体系中进行检测。

现有用于氧化锆薄膜电阻转变特性检测方法是在模拟条件体系将某一目标分离出来使用单变量方式进行测定，测试结果误差较大，不能对施加电流、电压后的氧化锆薄膜表面形貌进行即时观察。本发明的检测装置在满足氧化锆薄膜进行微细加工的同时，在测试电阻反转特性的过程可以同时通过原子力显微镜观察到施加电流、电压后的表面形貌，实现了实时的电学性能测试，即原位电学性能测试，在测试过程中同时做到了即时的微观形貌观察。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测装置，解决了现有技术测试结果误差大，不能对施加电流、电压后的氧化锆薄膜表面形貌进行即时观察的问题。

本发明的另一目的是提供利用上述装置进行氧化锆薄膜电阻转变特性检测的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测装置，包括数字源表，数字源表的负极与原子力显微镜的载物台连接，原子力显微的导电探针与数字源表的正极连接。

本发明的特征还在于，

数字源表为Keiythley2400型数字源表。

导电探针为ppp-cont型导电探针。

本发明所采用的另一种技术方案是，一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测的方法，采用一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测装置，其结构为：包括数字源表，数字源表的负极与原子力显微镜的载物台连接，原子力显微的导电探针与数字源表的正极连接：具体按以下步骤进行：

步骤1：在待测氧化锆薄膜的表面镀Pt金属层；

步骤2：打开原子力显微镜开关，将步骤1所得氧化锆薄膜置于载物台上，用银胶将氧化锆薄膜与导电探针导通，随后打开数字源表的电源开关；

步骤3：调节数字源表输出的电压和电流，对待测样品氧化锆薄膜进行电阻转变特性的检测。

本发明的特征还在于，

数字源表为Keiythley2400型数字源表。

导电探针为ppp-cont型导电探针。

本发明的有益效果是，利用本发明装置可以同步观察氧化锆薄膜的I-V曲线，不断施加电压的过程可以同时通过原子力显微镜观察到加压后的表面形貌，直到出现电学性能较好的双极性I-V曲线，实现了实时的电学性能测试，能够即时的微观形貌观察。通过在ZrO₂格点表面镀Pt金属层，有效地降低了导电探针与ZrO₂格点接触时形成的接触电阻。

附图说明

图1是本发明氧化锆薄膜电阻转变特性检测装置的结构示意图；

图2是利用本发明方法测得的ZrO₂格点原子力显微镜(AFM)形貌图；

图3是利用本发明方法测得的ZrO₂格点原子力显微镜(AFM)三维形貌图；

图4是利用本发明方法测得的ZrO₂格点微区负向电流-电压(I-V)曲线图。

图中，1.数字源表，2.原子力显微镜，3.载物台，4.导电探针。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测装置结构示意图如图1所示，包括数字源表1，数字源表1的负极与原子力显微镜2的载物台3连接，原子力显微2的导电探针4与数字源表1的正极连接。

其中，数字源表1为Keiythley2400型数字源表；导电探针4为ppp-cont型导电探针。

本发明一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测的方法，采用一种氧化锆薄膜电阻转变特性检测装置，其结构为：包括数字源表1，数字源表1的负极与原子力显微镜2的载物台3连接，原子力显微2的导电探针4与数字源表1的正极连接；其中，数字源表1为Keiythley2400型数字源表；导电探针4为ppp-cont型导电探针；具体按以下步骤进行：