[發(fā)明專利]單極阻變存儲(chǔ)器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110062624.2
• 申請(qǐng)日: 2011-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN102683583A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康晉鋒;張飛飛;陳沅沙;陳冰;高濱;劉力鋒;劉曉彥;韓汝琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種單極阻變存儲(chǔ)器，所述單極阻變存儲(chǔ)器包括：

襯底；

位于所述襯底上的底電極，其由導(dǎo)電材料形成；

頂電極，其由儲(chǔ)氧能力弱的導(dǎo)電材料形成；

位于所述底電極和所述頂電極之間的阻變層，其由絕緣性能好且易于形成導(dǎo)電通道的氧化物形成；

其特征在于：

在所述阻變層與所述頂電極之間還具有儲(chǔ)氧層，其由具有導(dǎo)電性且易于熱分解釋放出氧離子的氧化物形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單極阻變存儲(chǔ)器，其中，在所述阻變層與所述底電極之間還具有另一儲(chǔ)氧層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單極阻變存儲(chǔ)器，所述底電極是儲(chǔ)氧能力弱的導(dǎo)電材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單極阻變存儲(chǔ)器，所述儲(chǔ)氧層由氧與金屬的化學(xué)計(jì)量比比形成所述阻變層的氧化物中氧與金屬的化學(xué)計(jì)量比更高的過(guò)渡金屬氧化物形成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單極阻變存儲(chǔ)器，形成所述儲(chǔ)氧層的過(guò)渡金屬氧化物包括Ni2O3、WOx(x＞3)或TiOx(x＞2)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單極阻變存儲(chǔ)器，形成所述底電極的導(dǎo)電材料包括Pt、W、Ti、Ta、Cu、TiN、TaN或重?fù)诫s多晶硅。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單極阻變存儲(chǔ)器，所述阻變層由過(guò)渡金屬氧化物或者摻雜的過(guò)渡金屬氧化物形成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單極阻變存儲(chǔ)器，所述過(guò)渡金屬氧化物包括NiO、CeO2、WO3、Ta2O5、TiO2、ZrO2或HfO2。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單極阻變存儲(chǔ)器，所述摻雜的過(guò)渡金屬氧化物摻雜有Gd、Al或La中的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的單極阻變存儲(chǔ)器，所述儲(chǔ)氧能力弱的導(dǎo)電材料是Pt、Ni、Ti或重?fù)诫s多晶硅。

11.一種單極阻變存儲(chǔ)器的制造方法，所述方法包括如下步驟：

形成底電極的步驟，在一襯底上形成導(dǎo)電材料以形成底電極；

形成阻變層的步驟，在所述底電極上形成絕緣性能好且易于形成導(dǎo)電通道的氧化物以形成阻變層；

形成儲(chǔ)氧層的步驟，在所述阻變層上形成具有導(dǎo)電性且易于熱分解釋放出氧離子的氧化物以形成儲(chǔ)氧層；

形成頂電極的步驟，在所述儲(chǔ)氧層上形成儲(chǔ)氧能力弱的導(dǎo)電材料以形成頂電極。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，在所述形成底電極的步驟和所述形成阻變層的步驟之間還包括一形成另一儲(chǔ)氧層的步驟，其在所述底電極上形成具有導(dǎo)電性且易于熱分解釋放出氧離子的氧化物以形成該另一儲(chǔ)氧層。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述底電極是儲(chǔ)氧能力弱的導(dǎo)電材料。

14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，所述儲(chǔ)氧層由氧與金屬的化學(xué)計(jì)量比比形成所述阻變層的氧化物中氧與金屬的化學(xué)計(jì)量比更高的過(guò)渡金屬氧化物形成。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，形成所述儲(chǔ)氧層的過(guò)渡金屬氧化物包括Ni2O3、WOx(x＞3)或TiOx(x＞2)。

16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，形成所述底電極的導(dǎo)電材料包括Pt、W、Ti、Ta、Cu、TiN、TaN或重?fù)诫s多晶硅。

17.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，所述阻變層由過(guò)渡金屬氧化物或者摻雜的過(guò)渡金屬氧化物形成。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述過(guò)渡金屬氧化物包括NiO、CeO2、WO3、Ta2O5、TiO2、ZrO2或HfO2。

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述摻雜的過(guò)渡金屬氧化物參雜有Gd、Al或La。

20.根根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的方法，所述儲(chǔ)氧能力弱的導(dǎo)電材料是Pt、Ni、Ti或重?fù)诫s多晶硅。