[發明專利]一種互補型阻變存儲器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710484292.4
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107240642A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 武興會;崔娜娜;陳朝陽;張秋慧;王克甫;黃全振;黃明明
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司41125
• 代理人: 孫詩雨,張志軍

一種互補型阻變存儲器及其制備方法。

技術領域

本發明屬于新材料及微電子技術領域，涉及一種互補型阻變存儲器及制備方法。

背景技術

隨著計算機，數碼產品，可移動設備的普及，對半導體存儲設備的消費成激增需求。目前最具前景的非易失性半導體存儲器由磁阻變存儲器、鐵電存儲器、相變存儲器和阻變存儲器。阻變存儲器作為下一代非易失半導體存儲器的有力競爭者，受到HP、Samsung、IBM、中芯國際等研究機構的關注。

其相對比于其他存儲器而言具有更低的能耗和更小的單元面積，其單元面積為4F²/n,其中F為制造工藝的最小尺寸，n為交叉陣列的層數。但當阻變存儲器以3D方式堆疊時，在其字線與位線之間會出現sneak current現象，也就是俗稱的串擾問題。存儲器中出現串擾將直接引起數據的讀寫錯誤，引起數據丟失。解決十字交叉陣列存儲器件的串擾問題，對于實現高密度存儲介質至關重要。

解決串擾問題的方法是在存儲元件的位置串聯一個晶體管或者二極管，但這種方法無疑將會增加電路的復雜程度和元件的面積。針對如上問題，提出一種互補型阻變存儲器結構，這種結構是將兩個阻變存儲進行串聯，組成互補型的阻變存儲器結構。本發明是在此互補型存儲器結構基礎之上，提出一種新的互補型阻變存儲器結構。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種互補型阻變存儲器，以克服阻變存儲器十字交叉陣列中的串擾問題。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種互補型阻變存儲器，包括：

底層導電氧化物電極（1），

設于底層導電氧化物電極上表面的CuO存儲介質層（2），

設于CuO存儲介質層上表面的ZrO存儲介質層（3），

設于ZrO存儲介質層上表面的（4）。

所述底層導電氧化物電極由導電氧化物AZO、ITO、FTO或GZO構成。

所述底層導電氧化物電極的厚度為100nm-500nm。

所述CuO存儲介質層的厚度為10nm-200nm.

所述ZrO存儲介質層厚度為5nm-200nm。

所述頂電極為W極，頂電極的厚度為50nm-500nm。

所述的互補型阻變存儲器的制備方法，步驟如下：

（1）底層導電氧化物電極的制備：采用直流磁控濺射在Si襯底上制備導電氧化物薄膜從而得到導電氧化物電極，所述導電氧化物薄膜為AZO薄膜、ITO薄膜、FTO薄膜或GZO薄膜；

（2）CuO存儲介質層的制備：采用磁控濺射在導電氧化物薄膜上表面制備CuO存儲介質層，濺射靶材為金屬Cu靶材，Si襯底溫度為室溫，反應氣體為氧氣和氬氣的混合氣體，工作氣壓為2Pa，濺射功率為35W；

（3）ZrO存儲介質層的制備：采用磁控濺射在CuO存儲介質層上表面制備ZrO存儲介質層，濺射靶材為ZrO陶瓷，Si襯底溫度為室溫，反應氣體為氧氣和氬氣的混合氣體，工作氣壓為3.2Pa，濺射功率為150W；

（4）頂電極的制備：采用磁控濺射在ZrO存儲介質層的上表面制備W電極，濺射靶材為金屬W靶材，Si襯底溫度為室溫，反應氣體為氬氣，工作氣壓為0.2Pa，濺射功率為120W。

所述步驟（2）和步驟（3）中氧氣和氬氣的混合氣體中氧氣和氬氣的體積比為1:1-1:5。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明是互補型阻變存儲器結構，該結構在不需要額外使用二極管或者三極管的情況下解決十字交叉陣列阻變存儲器的串擾問題，具有電路簡單的特點。本發明中所涉及的存儲介質層ZrO和CuO具有化學結構簡單，性質穩定，與集成電路制造工藝兼容等特點。

附圖說明

圖1是本發明提供的互補型阻變存儲器的結構示意圖。

圖2是本發明所述互補型阻變存儲器的電流-電壓特性曲線圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步闡述，但本發明并不限于以下實施例。所述方法，無特別說明均為常規方法。