[發明專利]一種透明阻變存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 201310201770.8
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103311434A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 閆小兵;張二鵬;婁建忠;劉保亭
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 白海靜

技術領域

本發明涉及阻變存儲器，具體的說是一種透明阻變存儲器及其制備方法。

背景技術

隨著集成電路工藝的不斷進步，傳統Flash非揮發性存儲器已不能滿足需要，近年來出現了多種新型非揮發性存儲器，如鐵電存儲器（FRAM）、磁存儲器（MRAM）、相變存儲器（PRAM）和阻變存儲器（RRAM）。其中阻變存儲器的工作原理是通過電壓脈沖信號來實現高阻態和低阻態的翻轉，這種翻轉是可逆的，用以模擬邏輯電路中的“0”和“1”。阻變存儲器一般集成在襯底上，為由電極層/阻變層/電極層形成的三明治結構，通過阻變層的電阻轉變進行工作。RRAM被認為是可行性高而風險較小的納米存儲器件，以其可縮小性好、存儲密度高、功耗低、讀寫快、反復操作耐受力強、數據保持時間長以及與現代半導體CMOS工藝兼容性好等優點，從而成為新一代非揮發性存儲器的研究熱點。

另一方面，在透明顯示技術領域，透明顯示器要求所有的器件和電極都可以透過可見光，其中就包括存儲器件。阻變存儲器應用在透明顯示設備中，則要求電極層、阻變層及襯底均要為透明材料。雖然目前也有一些透明存儲器件，但這些存儲器的透光率較低，最高僅為80%左右，人們希望開發出有更好透光性能的透明存儲器件以滿足技術不斷發展的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種透光性能好的透明阻變存儲器，同時提供該透明阻變存儲器的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：本發明所提供的透明阻變存儲器，是在透明襯底上依次集成有下電極層、阻變層和上電極層，所述下電極層和上電極層為非晶的銦鎵鋅氧化物薄膜，所述阻變層為非晶的鋯鉿氧化物薄膜、非晶的氧化鋯薄膜或非晶的二氧化鉿薄膜。

優選的，所述阻變層為非晶的鋯鉿氧化物薄膜，所述鋯鉿氧化物的化學通式為Zr_nHf_1‐nO₂，其中n=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8或0.9。

優選的，所述n=0.5。

所述透明襯底為石英玻璃、聚乙烯、聚對萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亞胺。

所述上電極層和下電極層的厚度均為50‐1000nm，所述阻變層的厚度為3‐500nm。

優選的，所述上電極層和下電極層的厚度均為100‐200nm，所述阻變層的厚度為20‐200nm。

本發明同時提供了所述的透明阻變存儲器的制備方法，包括如下步驟：

a）將上電極層、下電極層的靶材和阻變層的靶材固定在進行射頻磁控濺射的制膜系統生長室的靶臺上，將透明襯底進行預處理后，固定在生長室的襯底臺上；

b）將生長室抽真空至2.0×10^‐4Pa，然后通入氬氣，啟動射頻發射器使生長室內起輝后調節氣壓穩定在0.5Pa，然后將襯底加熱并保持在20‐450℃，以10‐150W的濺射功率預濺射10min后，在透明襯底上沉積下電極層；

c）下電極層制備完畢后，將生長室抽真空至5.0×10^‐4Pa，然后通入氬氣，啟動射頻發射器使生長室內起輝后調節氣壓穩定在3Pa，然后以40‐180W的濺射功率預濺射10min后，在所述下電極層上沉積阻變層；

d）阻變層制備完畢后，在所述阻變層上放置金屬制掩膜版，將生長室再次抽真空至2.0×10^‐4Pa，然后通入氬氣，啟動射頻發射器使生長室內起輝后調節氣壓穩定在0.5Pa，然后以與步驟b）同樣的濺射功率，在所述阻變層上沉積上電極層。

所述上電極層和下電極層的沉積速率為0.5‐10nm/min，所述阻變層的沉積速率為0.5‐10nm/min。

所述金屬掩膜版具直徑為0.1‐0.3mm的圓形孔洞。

步驟b）、c）和d）所通入的氬氣流量均為50sccm。

本發明所提供的透明阻變存儲器，具有良好的透光性，其在可見光波段范圍內的透光率均在76%以上，最高可達92%左右。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖中：1、上電極層，2、下電極層，3、阻變層，4、襯底。

圖2為本發明實施例1的電壓—電流特性。

圖3為本發明實施例1的透光率測量圖。

圖4為本發明實施例1的X‐射線衍射測量圖。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明做進一步詳述。

以下實施例中所用到的靶材和襯底材料均可通過市購獲得。

實施例1：