[發(fā)明專利]一種阻變存儲(chǔ)器件及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810013102.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN108269916A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周立偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周立偉
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種阻變存儲(chǔ)器件及其制造方法，該阻變存儲(chǔ)器件包括下電極、固態(tài)電解液、上電極的三明治結(jié)構(gòu)，其中固態(tài)電解液包括兩層固態(tài)電解液，其中一層固態(tài)電解液中包括采用電學(xué)初始化的方法形成導(dǎo)電細(xì)絲。本發(fā)明的阻變存儲(chǔ)器制備方法簡(jiǎn)單、器件工作時(shí)不同電阻狀態(tài)一致性好，器件可靠性高，是下一代非易失性存儲(chǔ)器的有力競(jìng)爭(zhēng)者。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)器件，具體為一種阻變存儲(chǔ)器件及其制造方法。

背景技術(shù)

非揮發(fā)性存儲(chǔ)器是能實(shí)現(xiàn)斷電保存信息的一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。非揮發(fā)性存儲(chǔ)器在當(dāng)前的電子產(chǎn)品中有著廣泛的應(yīng)用，如手機(jī)、個(gè)人電子助理(PDA)、 IC卡等。半導(dǎo)體器件尺寸不斷地縮小，使得集成電路的設(shè)計(jì)朝著片上系統(tǒng)集成 (SOC)的方向發(fā)展，而實(shí)現(xiàn)SOC的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是低功耗、高密度、存取速度快的片上存儲(chǔ)器的集成。非揮發(fā)性存儲(chǔ)器無需持續(xù)供電的特性使它成為未來SOC大規(guī)模片上集成存儲(chǔ)器的天然候選。由于現(xiàn)在主流的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器(浮柵閃速存儲(chǔ)器)還無法滿足SOC片上超大規(guī)模集成度的要求，新型非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的開發(fā)成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。在眾多新型的非揮性發(fā)存儲(chǔ)器當(dāng)中，阻變存儲(chǔ)器的器件尺寸在理論上可以近乎無限制地縮小，因此能達(dá)到很高的集成度高。此外，阻變存儲(chǔ)器還具有器件制造工藝簡(jiǎn)單，工作電壓低等優(yōu)勢(shì)。

如圖1所示阻變存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)，為下電極1、阻變材料層2、上電極 3，對(duì)于導(dǎo)電細(xì)絲型阻變器件，一般上電極為活性電極Cu或Ag，阻變材料層2 為固態(tài)電解液，下電極為惰性電極例如Pt等，在后續(xù)的set操作過程中會(huì)產(chǎn)生如圖2所示的導(dǎo)電細(xì)絲4，由于導(dǎo)電細(xì)絲的產(chǎn)生和斷裂是隨機(jī)的，因此造成阻變存儲(chǔ)器高阻態(tài)和低阻態(tài)極其的不穩(wěn)定，也就是高阻態(tài)和低阻態(tài)的波動(dòng)是非常大的，這不利于外圍電路區(qū)分電阻狀態(tài)而且不利于器件的可靠性。。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種阻變存儲(chǔ)器件及其方法，該阻變存儲(chǔ)器件可以提高器件高低阻狀態(tài)的一致性，進(jìn)而提高了阻變存儲(chǔ)器件的可靠性。

為達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，特采用如下技術(shù)方法：

一種阻變存儲(chǔ)器件，該阻變存儲(chǔ)器包括下電極、阻變材料層、上電極，其特征在于阻變材料層包括第一阻變材料層和第二阻變材料層，第一阻變材料層中包括采用電學(xué)初始化的方法形成的導(dǎo)電細(xì)絲。

進(jìn)一步，第一阻變材料層和第二阻變材料層采用不同材料的固態(tài)電解液材料。

進(jìn)一步，下電極為惰性電極，上電極為活性電極。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)電細(xì)絲的形成方法為在第一阻變材料層上形成中間電極，然后采用半導(dǎo)體參數(shù)分析儀電學(xué)forming的方法形成所述導(dǎo)電細(xì)絲。

進(jìn)一步，去除中間電極后在所述第一阻變材料層上形成第二阻變材料層，在第二阻變材料層上形成上電極。

進(jìn)一步，其特征在于下電極為Pt，上電極為Cu或Ag。

一種阻變存儲(chǔ)器件的形成方法，包括以下步驟：

步驟1，形成下電極，接著形成第一阻變材料層，然后形成中間電極；

步驟2，采用半導(dǎo)體參數(shù)分析儀在中間電極上施加電壓、下電極接地進(jìn)行初始化操作，也就是forming操作，形成導(dǎo)電細(xì)絲；

步驟3，采用干法或者濕法的方式刻蝕去除中間電極；

步驟4，繼續(xù)形成第二阻變層以及上電極。

進(jìn)一步，第一阻變材料層和第二阻變材料層采用不同材料的固態(tài)電解液材料。

進(jìn)一步，下電極為Pt，上電極為Cu或Ag。

一種電子設(shè)備，可以包括上述任一特征及其各種不同組合所限定的方案而形成的阻變存儲(chǔ)器。

本發(fā)明的技術(shù)方案可以提高存儲(chǔ)器件高低阻狀態(tài)的一致性，提高器件的可靠性。