[發明專利]一種基于多鐵異質結構的阻變存儲器

有效

• 申請號: 201811453467.6
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109599486B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 黃偉川;羅振;殷月偉;李曉光
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明提供了一種基于多鐵異質結構的阻變存儲器，所述阻變存儲器包括：襯底；設置在所述襯底上的鐵磁底電極層；設置在所述鐵磁底電極層背離所述襯底一側的鐵電勢壘層，其中，所述鐵電勢壘層部分覆蓋所述鐵磁底電極層；設置在所述鐵電勢壘層背離所述鐵磁底電極層一側的鐵磁頂電極層，其中，所述鐵磁頂電極層的面積和所述鐵電勢壘層的面積相同；設置在所述鐵磁底電極層上，且包圍所述鐵電勢壘層的側壁和所述鐵磁頂電極層的側壁的絕緣層；設置在所述鐵磁頂電極層背離所述鐵電勢壘層一側的接觸電極引線層。該存儲器具有寫入速度快、寫入電流密度低和具有多個非揮發存儲狀態的特點。

技術領域

本發明涉及存儲技術領域，更具體地說，涉及一種基于多鐵異質結構的阻變存儲器。

背景技術

現代的存儲器正在往密度高、速度快、能耗小和安全可靠的方面發展，但是追求高密度特性就需要不斷縮小晶體管的尺寸，當縮小至納米尺寸時就會出現諸多量子效應，如量子隧穿等，此時傳統硅基半導體器件將達到物理和技術極限，因此人們需要開發新型的多功能材料及其信息存儲和處理技術。

閃存和硬盤是現在使用的非揮發存儲器件，寫入速度較慢，在10微秒甚至毫秒量級。作為下一代新型存儲器件，相變存儲器和基于鐵磁隧道結的磁阻存儲器，都面臨著寫入電流密度大和寫入速度慢的問題。而鐵電材料由于具有快速的、低能耗的、保持特性好的的鐵電極化翻轉，被認為是能夠同時獲得快速和低寫入電流密度的存儲媒介。但是基于鐵電的鐵電隨機存儲器仍然使用電荷作為存儲媒介，為破壞性讀取，難以小型化。

發明內容

有鑒于此，為解決上述問題，本發明提供一種基于多鐵異質結構的阻變存儲器，技術方案如下：

一種基于多鐵異質結構的阻變存儲器，所述阻變存儲器包括：

襯底；

設置在所述襯底上的鐵磁底電極層；

設置在所述鐵磁底電極層背離所述襯底一側的鐵電勢壘層，其中，所述鐵電勢壘層部分覆蓋所述鐵磁底電極層；

設置在所述鐵電勢壘層背離所述鐵磁底電極層一側的鐵磁頂電極層，其中，所述鐵磁頂電極層的面積和所述鐵電勢壘層的面積相同；

設置在所述鐵磁底電極層上，且包圍所述鐵電勢壘層的側壁和所述鐵磁頂電極層的側壁的絕緣層；

設置在所述鐵磁頂電極層背離所述鐵電勢壘層一側的接觸電極引線層。

優選的，所述襯底的材料為SrTiO₃材料或Al₂O₃材料或SiC材料或Si材料。

優選的，所述鐵磁底電極層的材料為La_1-xSr_xMnO₃材料或La_1-xCa_xMnO₃材料，其中，0＜x＜1；

或Fe₃O₄材料或Fe材料或Co材料或Ni材料或Co_xFe_0.8-xB_0.2材料，其中0＜x＜0.8。

優選的，所述鐵磁頂電極層的材料為La_1-xSr_xMnO₃材料或La_1-xCa_xMnO₃材料，其中，0＜x＜1；

或Fe₃O₄材料或Fe材料或Co材料或Ni材料或Co_xFe_0.8-xB_0.2材料，其中0＜x＜0.8。