[發明專利]一種基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710493811.3
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107342360A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 周曄;陳曉麗;韓素婷
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙)44268
• 代理人: 王永文,劉文求

技術領域

本發明涉及阻變式存儲器領域，尤其涉及一種基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器及其制備方法。

背景技術

阻變式存儲器（resistive random access memory，RRAM）是一類在外加電場作用下，可實現在高阻態和低阻態之間可逆轉換的非易失性存儲器。阻變式存儲器具有在32 nm節點及以下取代現有主流Flash存儲器的潛力，由于RRAM具有存儲單元結構簡單、工作速度快、功耗低、信息保持穩定、以及難揮發性等特點而成為目前新型存儲器的一個重要研究方向。

盡管，有關RRAM的研究在近年來取得了一定進展，然而，其仍存在機械性能較差，開關比較小、穩定性不足，不易調控等諸多缺點需要克服。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器及其制備方法，旨在解決現有阻變式存儲器存在的機械性能較差、開關較小、穩定性不足以及不易調控的問題。

本發明的技術方案如下：

一種基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器，其中，包括柔性基底以及從下至上依次設置在所述柔性基底上的底電極、第一聚合物層、多金屬氧酸鹽層、第二聚合物層和頂電極。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器，其中，所述多金屬氧酸鹽層的陰離子化學式為：[A_xB_mO_y]^n?，其中A為W、Mo、V、Ta或Nb中的一種，B為Si、S或P中的一種，x、y、m和n均為整數。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器，其中，所述柔性基底的材料為PET塑料。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器，其中，所述底電極和頂電極均由具有延展性的金屬材料構成，所述金屬材料為Al、Cu、Au或Pt中的一種或多種。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器，其中，所述底電極和頂電極的厚度均為80-100nm。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器，其中，所述第一聚合物層和第二聚合物層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮中的一種。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器的制備方法，其中，包括步驟：

A、以熱蒸發的形式在柔性基底上制備底電極；

B、在底電極上旋涂聚合物形成第一聚合物層，之后進行退火處理；

C、在退火后的第一聚合物層上旋涂預先制備好的多金屬氧酸鹽溶液，形成多金屬氧酸鹽層；

D、在多金屬氧酸鹽層上旋涂聚合物形成第二聚合物層；

E、以熱蒸發的形式在第二聚合物層上制備頂電極，制得基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器的制備方法，其中，所述步驟A之前還包括：

A0、預先將多金屬氧酸鹽溶解在水或乙腈溶劑中，制得多金屬鹽酸鹽溶液。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器的制備方法，其中，所述步驟B中，對第一聚合物層進行退火處理的溫度為90-100℃，時間為1-2h。

所述的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器的制備方法，其中，在所述步驟C中，通過調節旋涂速度1500-3500rpm和多金屬氧酸鹽的濃度0.05-0.3mg/ml來控制多金屬氧酸鹽層的厚度。

有益效果：本發明將多金屬氧酸鹽層與第一聚合物層和第二聚合物層組成三明治結構的活性層，位于上下兩端的的聚合物層可以很好的將多金屬氧酸鹽層保護起來從而阻止多金屬氧酸鹽層與空氣中的水氧接觸，直接提高器件的穩定性；通過簡單的調節多金屬鹽酸層的尺寸和厚度來改變捕獲位點數量以及充電/放電能量，最終實現存儲器的電學性能和存儲性能可控；進一步，所述聚合物層與多金屬氧酸鹽結合具有極好的柔性性能，可實現器件的高機械性。因此，本發明提供的基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器具有易調控、高機械性能、大開關比、高穩定性等性能優點，能夠廣泛應用于經濟、社會發展和國家安全等領域。

附圖說明

圖1為本發明一種基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器較佳實施例的結構示意圖；

圖2為本發明一種基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器的制備方法較佳實施例的流程圖；

圖3為本發明基于多金屬氧酸鹽的阻變式存儲器特性曲線圖。

具體實施方式