[發明專利]一種Mn-Zn氧化物電致阻變薄膜及其非對稱透光阻變電容的制備方法

無效

• 申請號: 201210518916.7
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103014686A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王華;高書明;許積文;周尚菊;楊玲
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: C23C20/08
• 分類號: C23C20/08;H01G9/20
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

技術領域

本發明涉及微電子學和光電子學中的材料與器件領域，具體是一種在鍍有透明導電氧化物薄膜的玻璃襯底上制備Mn-Zn氧化物（ZnMnO₃、ZnMn₂O₄）電致阻變薄膜及其非對稱透光阻變電容的制備方法。所制備的ZnMnO₃、ZnMn₂O₄電致阻變薄膜及其非對稱透光阻變電容可以實現可逆電阻轉變并可應用于透明電致阻變存儲器(RRAM)。?

背景技術

目前普遍應用的半導體動態隨機存取存儲器（DRAM）具有較高的集成度和較快的存儲速度，其缺陷在于揮發性，即當電源關閉時，會從DRAM中擦除所有已存儲的數據，使數據丟失。?

作為非揮發性存儲器的代表，閃速存儲器存在讀寫速度慢、存儲密度低等技術障礙，同時還面臨嚴重的縮放問題。隨著傳統存儲單元結構發展已逼近尺寸極限，多種新型非易失性存儲器已被廣泛研究和開發，其中最具開發潛力的包括：電致阻變存儲器（RRAM）、磁存儲器（MRAM）、鐵電存儲器(FRAM)和相變存儲器（PRAM）。MRAM是利用隧道結極化方向的改變來存儲數據，但存取速度較慢；FRAM則利用鐵電體的極化特性來存儲數據，存讀速度快，但數據保持能力有待提高；PRAM依賴于特定材料的相變電阻改變來存儲數據，存儲單元結構和制造工藝復雜，成本較高。

RRAM是利用電致阻變材料電阻的變化來實現存儲的，因其具有結構簡單、可縮小性好、存儲密度高、功耗低、讀寫速度快、反復操作耐受力強、數據保持時間長、與Si集成工藝兼容等優點，引起了國際社會的廣泛關注，極有可能成為傳統Flash非揮發存儲器的替代者。近年來國際上很多電子和半導體公司投下了大量的財力與人力致力于RRAM的研究，包括Sharp、Sony、Samsung?Electronics、LSI?Logic、Matssushita?Electric?Industrial、Winbond?Electronics等。Sharp與University?of?shizouka合作，已開發出一個高速RRAM的原型產品，其數據的讀寫速度快于NAND型閃存三個數量級。

在RRAM研發中，高性能電致阻變材料的開發和單元器件結構的設計最為引人關注。近十來，在多種材料體系中均發現了電致阻變效應，如：稀土錳氧化物材料（Pr_0.7Ca_0.3MnO₃等）、過渡金屬鈣鈦礦型結構材料（SrZrTiO₃、SrTiO₃等）、二元過渡金屬氧化物材料（NiO、TiO₂、Cu_xO、Cu-MoO_x、ZnO、Mg-ZnO、Co-ZnO、Mn-ZnO、Fe₂O₃、ZrO₂等）、有機高分子半導體材料（pentacene等）以及一些硫化物材料。為達到RRAM實用化的目標，提高阻變材料高、低阻態的電阻比值及性能穩定性，減小設置電壓（Vset）和復位電壓（Vreset）、降低材料的制備成本等都是非常必要的。目前，獲得具有穩定電阻轉變及良好抗疲勞特性的材料體系是推動RRAM存儲器進一步發展的關鍵。

此外，近年來，透明電子技術取得重大突破，先后成功制備出透明的高性能晶體管和透明集成電路，使透明電子學迅速成為新興熱點學科之一。利用透明的電極、透明的半導體以及由它們構成的透明晶體管和透明電路的“透明電子技術”，從汽車透明的擋風玻璃到手機、電視、復印機、太陽電池、太陽鏡以及玩具等都可以得到應用。這一領域的發展非常之快，大約未來十年的時間里，透明集成電路可能就會在很廣的范圍內得以運用。除美國、日本外，很多國家和國際電子巨頭已將透明電子學納入其科學發展重點規劃。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在鍍有透明導電氧化物薄膜的玻璃襯底上制備Mn-Zn氧化物（ZnMnO₃、ZnMn₂O₄）電致阻變薄膜的化學溶液沉積(CSD)工藝方法和“金屬薄膜/Mn-Zn氧化物薄膜/透明導電氧化物薄膜”非對稱透光阻變電容的制備方法。該方法工藝簡單且能滿足集成電路平面工藝的要求。?

實現本發明目的的技術方案是：

一種Mn-Zn氧化物電致阻變薄膜及其非對稱透光阻變電容的制備方法，包括如下步驟: