[發明專利]非揮發性阻變存儲器件及其制備方法在審

申請號：	201510061731.1	申請日：	2015-02-05
公開（公告）號：	CN104659208A	公開（公告）日：	2015-05-27
發明（設計）人：	劉琦;劉明;孫海濤;張科科;呂杭炳;龍世兵;張康瑋	申請（專利權）人：	中國科學院微電子研究所
主分類號：	H01L45/00	分類號：	H01L45/00
代理公司：	北京藍智輝煌知識產權代理事務所(普通合伙) 11345	代理人：	陳紅
地址：	100029 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	揮發性存儲器件及其制備方法
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【權利要求書】：

1.一種非揮發性阻變存儲器，包括下電極、阻變功能層、上電極，其特征在于：上電極與阻變功能層之間插入金屬離子阻擋層，能夠阻止器件編程過程中在阻變功能層中形成的金屬導電細絲進入上電極。

2.如權利要求1的非揮發性阻變存儲器，其中，下電極的材料為易氧化的金屬材料，例如為Cu、Ag、Ni、Sn、Co、Fe、Mg中的至少一種或其組合；可選地，其厚度為5nm～500nm。

3.如權利要求1的非揮發性阻變存儲器，其中，阻變功能層的材料為具有電阻轉變特性的固態電解液或二元氧化物材料，例如為CuS、AgS、AgGeSe、CuI_xS_y，ZrO₂、HfO₂、TiO₂、SiO₂、WO_x、NiO、CuO_x、ZnO、TaO_x、Y₂O₃的任意一種或其組合；可選地，其厚度為2nm～200nm。

4.如權利要求1的非揮發性阻變存儲器，其中，上電極的材料為惰性金屬材料，例如為Pt、W、Au、Pd的任意一種或其組合；可選地，其厚度例如5nm～500nm。

5.如權利要求1的非揮發性阻變存儲器，其中，金屬離子阻擋層的材料為Ta、TaN、Ti、TiN、TiON、TaON、WN的任意一種或其組合；可選地，其厚度為2nm～20nm。

6.一種非揮發性阻變存儲器制造方法，包括：

在絕緣襯底上形成下電極；

在下電極上形成阻變功能層；

在阻變功能層上形成金屬離子阻擋層；

在金屬離子阻擋層上形成上電極，

其中金屬離子阻擋層能夠阻止器件編程過程中在阻變功能層中形成的金屬導電細絲進入上電極。

7.如權利要求6的非揮發性阻變存儲器制造方法，其中，下電極和/或金屬離子阻擋層和/或上電極的形成工藝為電子束蒸發、化學氣相沉積、脈沖激光沉積、原子層沉積或磁控濺射。

8.如權利要求6的非揮發性阻變存儲器制造方法，其中，阻變功能層的形成工藝為電子束蒸發、脈沖激光沉積、磁控濺射或溶膠—凝膠法。

9.如權利要求6的非揮發性阻變存儲器制造方法，其中，下電極和/或上電極的厚度為5nm～500nm；可選的，阻變功能層的厚度為2nm～200nm；可選的，金屬離子阻擋層的厚度為2nm～20nm。

10.如權利要求6的非揮發性阻變存儲器制造方法，其中，下電極的材料為易氧化的金屬材料，例如為Cu、Ag、Ni、Sn、Co、Fe、Mg中的至少一種、或其組合；可選的，阻變功能層的材料為具有電阻轉變特性的固態電解液或二元氧化物材料，例如為CuS、AgS、AgGeSe、CuI_xS_y，ZrO₂、HfO₂、TiO₂、SiO₂、WO_x、NiO、CuO_x、ZnO、TaO_x、Y₂O₃的任意一種或其組合；可選的，上電極的材料為惰性金屬材料，例如為Pt、W、Au、Pd的任意一種或其組合；可選地，金屬離子阻擋層的材料為Ta、TaN、Ti、TiN、TiON、TaON、WN的任意一種或其組合。