[發明專利]一種具有普適性的非易失性一次寫入多次讀取存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710483443.4
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107134526B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉舉慶;陳潔;黃維
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 江艷麗

本發明公開了一種具有普適性的非易失性一次寫入多次讀取存儲器及其制備方法，屬于阻變存儲領域。一種具有普適性的非易失性一次寫入多次讀取存儲器，包括襯底，襯底之上依次為底電極、存儲介質層、頂電極，所述的存儲介質層是純絕緣性聚合物層，并公開了其制備方法。本發明采用的原料易得，成本低廉，制備出的存儲器呈現非易失性一次寫入多次讀取存儲特性，具有寫入電壓低、開關比高、誤讀率低、穩定性高的優點。

技術背景

本發明涉及阻變存儲器領域，具體地說，涉及一種具有普適性的非易失性一次寫入多次讀取存儲器及其制備方法。

背景技術

存儲器是電子設備最基本的元器件之一，是現代信息技術的重要組成部分。隨著現代信息技術的快速發展，數據的處理能力不斷增強，數據量急劇增長，因此，人們希望可以獲得性能優良、價格低廉的存儲芯片來存儲海量的數據。近年來，一類基于器件阻值變化的新型的非易失性存儲器（阻變存儲器），因其擁有器件結構簡單、讀寫速度快、擦寫耐受力高、數據保持時間長等優勢，在半導體存儲領域快速發展。

其中，非易失性一次寫入多次讀取（WORM）存儲器，因其信息存儲狀態不依賴外界電源供并且具備一寫多讀的數據存儲性能，使得它在降低系統能耗以及信息存儲可靠性、安全性以及永久性等方面起了重要作用。而目前的WORM阻變存儲器由于制備工藝復雜、制作成本高等缺點，限制了其在工業化應用的廣泛發展。

Lai、Liu等人通過對存儲介質材料中的絕緣聚合物進行摻雜金屬或者導電聚合物改性的方法，在實加電壓的過程中，通過改性后的存儲介質層能夠對電子的捕獲和釋放，從而實現阻變存儲性能，但是該方法制備工藝復雜。而中國專利，申請號為201510271467.4，發明名稱為“低形成電壓的阻變存儲器及其制備方法”，該專利中的存儲器雖然具備低功耗寫入電阻的功能，但是制備工藝復雜，制備成本高。

所以，急需一種制備工藝簡單、成本低的、具有普適性的非易失性一次寫入多次讀取存儲器的制備方法，以攻克現有技術中的技術難題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種具有普適性的非易失性一次寫入多次讀取存儲器及其制備方法，該存儲器材料易得，成本低廉，制備方法簡單。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種具有普適性的非易失性一次寫入多次讀取存儲器，包括襯底，襯底之上依次為底電極、存儲介質層、頂電極，所述的存儲介質層是純絕緣性聚合物層。

進一步的技術方案，所述的純絕緣性聚合物層的制備方法是將純絕緣性聚合物溶于溶劑后，旋涂于底電極上，烘干。

進一步的技術方案，所述的純絕緣性聚合物層中的純絕緣性聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。

進一步的技術方案，所述的存儲介質層的厚度為60 nm-80nm。

進一步的技術方案，所述的襯底是硅片襯底，所述的頂電極是Al 電極、Ag電極中的一種。

進一步的技術方案，所述的底電極是還原氧化石墨烯電極。

一種具有普適性的非易失性一次寫入多次讀取存儲器的制備方法，包括以下步驟：

（1）底電極的制備：通過高溫熱還原氧化石墨烯的方法在襯底上制備還原氧化石墨烯膜；

（2）存儲介質層的制備：將純絕緣性聚合物溶于溶劑后，旋涂于底電極上，烘干；

（3）頂電極的制備：用熱蒸鍍的方法在存儲介質層上形成金屬Al電極，即得存儲器。

進一步的技術方案，所述的步驟（1）中襯底在使用前需預處理，具體方法是：將襯底依次采用乙醇、異丙醇、乙醇超聲10-20min，氮氣吹干，用氧氣等離子清洗機在10-50W的功率下處理3-8min。