[發明專利]阻變存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 201910380046.3
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110112291B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王琦;楊棟梁;楊慧永;賀德衍
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 北京東方靈盾知識產權代理有限公司 11506
• 代理人: 蘇向銀

本申請公開了一種阻變存儲器及其制備方法。該阻變存儲器包括底電極、頂電極和設置在所述底電極和頂電極之間的阻變層，所述阻變層由聚乙烯亞胺制備而成。本申請采用聚乙烯亞胺制備阻變存儲器中阻變層的方式，通過將聚乙烯亞胺制備阻變層與頂電極和底電極形成阻變存儲器，達到了兼顧阻變存儲器的耐高溫和柔性的目的，從而實現了該阻變存儲器能夠在150℃下仍表現出良好的阻變性能，且成本低廉，制備方法簡單易操作的技術效果，進而解決了由于現有的阻變存儲器無法兼顧耐高溫性能和柔性所導致的制約其在柔性電子器件和透光性器件中應用和發展的問題。

技術領域

本申請涉及存儲器領域，具體而言，涉及一種阻變存儲器及其制備方法。

背景技術

存儲器(Memory)是現代信息技術中用于保存信息的記憶設備，是現代信息技術的核心和基石。開發基于新結構、新原理和新材料的新型存儲器，對信息技術的發展至關重要。阻變存儲器(RRAM)是一種新興的信息技術，其工作核心是通過器件電阻狀態的精準調控實現信息的編碼與存儲，具有結構簡單、器件單元尺寸小、與CMOS工藝兼容、可與處理器在同一芯片上實現大規模三維集成等優點。

阻變存儲器的器件結構包含頂電極、底電極以及夾在兩者之間的阻變層，阻變層材料是阻變存儲器的核心。阻變層通常采用有機材料或無機材料制備而成。無機材料具有耐高溫的優點，最高可達370℃，但是由于大多數無機材料是原子晶體或是離子晶體，脆性較大，很難兼容柔性和透光性，故不能作為柔性電子器件和透光性器件的阻變層，制約了無機材料作為阻變層的應用和發展。與無機材料相比，有機材料最大特點就是成膜簡單，且可大面積成膜，成本低廉，但是由于大部分有機材料自身的不穩定性，耐高溫只能達到80℃，在很大程度上影響了有機材料在阻變層中的應用。

綜上所述，發明一種新型的阻變存儲器，其阻變層材料穩定，可耐高溫，且脆性小，能夠作為柔性電子器件和透光性器件的存儲器使用，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。目前關于使用聚乙烯亞胺(PEI)制備阻變層的方案未見報道。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種新型的阻變層材料制備的阻變存儲器，以解決現有的阻變存儲器無法兼顧耐高溫性能和柔性致使制約其在柔性電子器件和透光性器件中應用和發展的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種阻變存儲器，包括底電極、頂電極和設置在所述底電極和頂電極之間的阻變層，所述阻變層由聚乙烯亞胺制備而成。

進一步地，所述阻變層由聚乙烯亞胺的無水乙醇溶液制備而成，其中，所述聚乙烯亞胺的濃度為8-15mg/ml。

進一步地，所述聚乙烯亞胺的濃度為10mg/ml。

進一步地，所述阻變層的厚度為200-500nm。

進一步地，所述聚乙烯亞胺的分子量為5000-70000。

進一步地，所述底電極為Pt電極。

進一步地，所述底電極的厚度為20-30nm。

進一步地，所述頂電極為Ag電極。

進一步地，所述頂電極的厚度為20-30nm。

進一步地，所述底電極設置在襯底上，所述襯底選用玻璃襯底或是二氧化硅襯底。

為了實現上述目的，根據本申請的另一方面，提供了一種上述阻變存儲器的制備方法，包括：在襯底上制備Pt電極作為底電極；在所述底電極上旋涂聚乙烯亞胺溶液作為阻變層；在所述阻變層上制備Ag電極作為頂電極，得到所述阻變存儲器。

進一步地，采用電子束蒸發法在所述阻變層上制備Ag電極。

進一步地，所述聚乙烯亞胺的濃度為10mg/ml。

進一步地，所述阻變層的厚度為200-500nm。