我所劉明研究員領導的下一代非揮發性半導體存儲器研究組，最近在阻變存儲器領域取得最新進展，題為“Nonpolar Nonvolatile Resistive Switching in Cu Doped ZrO2”的研究論文發表在最新一期的“電子器件快報”(IEEE Electron Device letters，2008年5月刊)上，該刊物是國際電子電氣工程師協會電子器件領域最權威的學術期刊。這是該研究組繼去年在權威期刊“應用物理快報”(Applied Physics Letters)上發表兩篇關于摻雜二元氧化物的阻變效應以來，在該領域取得的又一最新進展。

　　盡管FLASH存儲器是目前非揮發性半導體存儲器市場上的主流器件，但是隨著微電子技術節點不斷向前推進，基于傳統浮柵結構的FLASH 技術正在遭遇嚴重的技術難點，其中最主要的問題是其隨技術代發展的可縮小性受阻。在這種局面下，工業界和學術界對下一代非揮發性半導體存儲器技術的研發，主要體現為兩種趨勢。一是盡可能將目前的FLASH技術向更高技術代（45 nm甚至32 nm）推進。另一個趨勢就是在FLASH技術達到 其物理極限而無法繼續推進后，采用完全不同的新技術和新存儲原理。阻變存儲器（RRAM）是屬于后一條技術路線。

　　在阻變存儲器(RRAM)的研究中，劉明研究員領導的研究組（參與人員：龍世兵、管偉華、王琴、劉琦、張森、胡媛、王永、楊瀟楠等）把研究的注意力集中在材料組分簡單、制造工藝與CMOS兼容的二元金屬氧化物上，創新性地研究了摻雜二元金屬氧化物的電阻轉變特性。實驗結果發現在二元金屬氧化物中摻雜可以有效的提高器件的成品率，這項結果使得摻雜的二元金屬氧化物材料具有很大的RRAM的應用潛力。近期該研究組還基于已經深入研究的Cu/ZrO2:Cu/Pt材料結構，在國內率先制備了8×8的64位阻變存儲器交叉陣列，所成功制備的存儲陣列最高存儲密度達到277.78 Mb/cm2。已發表的相關論文有：

　　1. Weihua Guan, Shibing Long, Qi Liu, Ming Liu, and Wei Wang, "Nonpolar nonvolatile resistive switching in Cu doped ZrO2", IEEE Electron Devices Lett., 29, 434 (2008).

　　2. Qi Liu, Weihua Guan, Shibing Long, Rui Jia, Ming Liu, and Junning Chen, "Resistive switching memory effect of ZrO2 films with Zr+ implanted",  Appl. Phys. Lett., 92, 012117 (2008).

　　3. Weihua Guan, Shibing Long, Rui Jia, and Ming Liu, "Nonvolatile resistive memory utilizing gold nanocrystals embedded in zirconium oxide", Appl. Phys. Lett., 91, 062111 (2007).

　　以上工作得到國家重點基礎研究發展計劃，中國高技術研究發展計劃，國家自然科學基金和微電子所所長基金的支持。

　　Cu/ZrO2:Cu/Pt結構的RRAM單元的I-V曲線