[發明專利]用于改善電流過沖的疊層HfO2基阻變存儲器及其制作方法

在審

• 申請號: 201710953797.0
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107958955A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 高海霞;馬匆匆;谷茜茜;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.一種用于改善電流過沖的疊層HfO₂基阻變存儲器，自下而上包括：襯底(1)、底電極(2)和頂電極(5)，其特征在于:

底電極(2)與頂電極(5)之間依次設有HfO_x供氧層(3)和HfO_y阻變層(4)，HfO_x供氧層(3)中存在大量的氧空位缺陷，充當氧空位“水泵”作用，HfO_y阻變層(4)用于實現導電細絲的形成與斷裂，完成高低阻態之間的轉換；

所述HfO_x供氧層(3)，厚度為30～40nm，氧氬比為15～20％；

所述HfO_y阻變層(4)，厚度為10～20nm，氧氬比為40％～45％。

2.根據權利要求1所述的存儲器，其特征在于：襯底(1)采用SiO₂或Si片。

3.根據權利要求1所述的存儲器，其特征在于：底電極(2)采用厚度為115～125nm的金屬Pt。

4.根據權利要求1所述的存儲器，其特征在于：頂電極(5)采用厚度為115～125nm的金屬Pt。

5.一種用于改善電流過沖的疊層HfO₂基阻變存儲器制作方法，包括：

1)在SiO₂襯底基片上，利用PVD設備，淀積一層厚度為115～125nm的金屬Pt作為底電極；

2)采用PVD設備，通過反應濺射的方法，在底電極上淀積一層厚度為30～40nm，氧氬比為15～20％的HfO_x供氧層；

3)采用PVD設備，通過反應濺射的方法，在HfO_x供氧層上淀積厚度為10～20nm，氧氬比為40％～45％的HfO_y阻變層；

4)采用PVD設備，利用物理掩膜板，在HfO_y阻變層上淀積一層厚度為115～125nm的金屬Pt作為頂電極。

6.根據權利要求5所述的疊層HfO₂基阻變存儲器制作方法，其中步驟(1)淀積底電極和步驟(4)中淀積頂電極的工藝參數為：

真空度：5e^-6Torr，

濺射功率：100W，

氬氣壓強：4mTorr，

預濺射時間：180s，

濺射時間：720s。

7.根據權利要求5所述的疊層HfO₂基阻變存儲器制作方法，其中步驟(2)中淀積HfO_x供氧層的工藝參數為：

真空度：5e^-6Torr，

濺射功率：100W，

氬氣壓強：4mTorr，

脈沖頻率：100Hz，

脈沖寬度：2μs，

氧氬比：15％，

濺射時間：600s。

8.根據權利要求5所述的疊層HfO₂基阻變存儲器制作方法，其中步驟(3)中淀積HfO_y阻變層的工藝參數為：

真空度：5e^-6Torr，

濺射功率：100W，

氬氣壓強：4mTorr，

脈沖頻率：100Hz，

脈沖寬度：2μs，

氧氬比：40％，

濺射時間：200s。