[發明專利]一種非晶薄膜器件及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810745219.2
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108899418B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 湯卉;唐新桂;劉秋香;蔣艷平;張天富
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發明屬于薄膜器件技術領域，尤其涉及一種非晶薄膜器件及其制備方法和應用。本發明非晶薄膜器件包括：基底、第一電極結構、非晶薄膜層和第二電極結構；第一電極結構設置于基底上；非晶薄膜層設置在第一電極結構背離基底的一側；第二電極結構設置在非晶薄膜層背離第一電極結構的一側，第一電極結構與第二電極結構相互接觸連接；非晶薄膜層為SrFe_xTi_1?xO₃非晶薄膜層，其中，x為0.05～0.5。本發明非晶薄膜器件采用SrFe_xTi_1?xO₃非晶薄膜層，該器件具有明顯的整流二極管的導電性，整流特性顯著；該器件開關比大于10³，電流電壓循環測試達到40次時，開關比幾乎沒有很大變化，具有非易失性存儲性；該器件的電流隨時間僅有微小的波動，具有良好的穩定性和耐疲勞性。

技術領域

本發明屬于薄膜器件技術領域，尤其涉及一種非晶薄膜器件及其制備方法和應用。

背景技術

目前市場上的非易失性存儲器以閃存(Flash)為主，但是隨著科技的高速發展，各類新型電子產品層出不窮，電子產品對存儲器的各項性能也有了更為嚴苛的要求和更多優化性能的需求，如讀寫速度快、存儲密度高、功耗低、壽命長、厚度更薄和體積更小等。可現階段的Flash存儲器件的尺寸在65nm以下時，傳統的多晶硅浮柵結構存在擦寫速度與可靠性的矛盾以及柵介質漏電等問題限制了該存儲器件的進一步優化。因此，開發一種新型的存儲器件成為電子科技研究者新的動向。基于不同機制和材料，目前已有多種存儲器件有極大可能可以取代Flash存儲器件，如鐵電存儲器(Ferroelectric Random AccessMemory，FeRAM)、磁存儲器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)、相變存儲器(PhaseChange Random Access Memory，PRAM)及阻變存儲器(Resistive Random Access Memory，RRAM)。在這些存儲器當中，RRAM因為其具備工藝簡單、功耗低、存儲密度高、尺寸小且與傳統互補金屬氧化物半導體工藝兼容性好等優勢而被廣泛研究。

RRAM是一種非易失性存儲器，該器件是以薄膜材料的電阻可在高阻態(HRS)和低阻態(LRS)之間實現可逆轉換為基本工作原理并作為記憶的方式，因此，器件的可操作電壓越易獲得、電阻值的改變倍率越大對RRAM的存儲性能就越有易，這就對薄膜材料的可操作電壓和電阻值改變倍率等性能有很大要求。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種非晶薄膜器件及其制備方法和應用，以滿足阻變存儲器對薄膜材料的可操作電壓和電阻值改變倍率等性能的要求。

本發明的具體技術方案如下：

一種非晶薄膜器件，包括：基底、第一電極結構、非晶薄膜層和第二電極結構；

所述第一電極結構設置于所述基底上；

所述非晶薄膜層設置在所述第一電極結構背離所述基底的一側；

所述第二電極結構設置在所述非晶薄膜層背離所述第一電極結構的一側，所述第一電極結構與所述第二電極結構相互接觸連接；

所述非晶薄膜層為SrFe_xTi_1-xO₃非晶薄膜層，其中，x為0.05～0.5。

優選的，所述非晶薄膜層為SrFe_0.1Ti_0.9O₃非晶薄膜層。

優選的，所述非晶薄膜層的厚度為150nm～300nm。

優選的，所述基底為玻璃基底、硅片基底、單晶鈦酸鍶基底、摻鈮鈦酸鍶基底或鉑/鈦/氧化硅/硅(100)基底。