[實用新型]一種摻雜金屬氧化物的阻變式隨機存取存儲器

有效

• 申請號: 201920971159.6
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN210272426U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 沈棕杰;趙春;趙策洲;楊莉;羅天;張藝;黃彥博
• 申請（專利權）人: 西交利物浦大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;吳音

本實用新型公開了一種摻雜金屬氧化物的阻變式隨機存取存儲器，包括由上至下設置的頂電極層，阻變氧化層和基底；所述頂電極層包括若干個設置在阻變氧化層上的頂電極；所述阻變氧化層為摻雜金屬氧化層。本案中的金屬氧化層以及摻雜粉末均采用溶液法工藝制備，實現低成本RRAM的制備，相較于單層或雙層純金屬氧化層的RRAM器件，摻雜RRAM器件阻變特性更好，且設備和原料投資較少，可實現大規模工業應用。

技術領域

本實用新型涉及一種微電子技術領域，具體是一種金屬氧化物粉末摻雜的RRAM（Resistive random access memory，阻變式隨機存取存儲器）及其制備方法。

背景技術

作為最具有潛力的非易失性存儲器之一的阻變式隨機存取存儲器（RRAM），因其優異的性能已經收到越來越廣泛的關注于研究。利用金屬氧化物作為阻變層的RRAM通過施加電壓對器件的影響，從而是的存儲器在高低組態之間來回變化，實現數據的擦寫和電流通道的阻斷的操作，其低壓、告訴、低功耗的特點使得RRAM器件極具研究價值。

傳統的阻變金屬氧化層薄膜可以通過濺射、化學氣相淀積（CVD）、原子層淀積（ALD）等方法實現，但上述方法受限于設備或者環境影響，生產成本高，無法滿足大批量低成本的工業化生產需求。

實用新型內容

本實用新型目的是：提供一種針對現有技術RRAM的研究不足，提供一種基于金屬氧化物粉末摻雜的金屬氧化層的RRAM及其制備方法，能滿足大批量低成本的工業化生產需求。

本實用新型的技術方案是：一種摻雜金屬氧化物的阻變式隨機存取存儲器，包括由上至下設置的頂電極層，阻變氧化層和基底；所述頂電極層包括若干個設置在阻變氧化層上的頂電極，所述頂電極在遠離阻變氧化層的表面設有保護層；所述阻變氧化層為摻雜金屬氧化層；所述基底包括層疊設置的上層的底電極層和下層的絕緣層；所述阻變氧化層為摻雜氧化鎵粉末的氧化銦層，厚度為為15 ~ 90nm。

優選的，所述保護層為金屬鋁薄膜層或金屬鎢薄膜層中的任意一種。

優選的，所述頂電極為圓柱形金屬鎳薄膜層或氮化鈦薄膜層，厚度為20~60nm，直徑為0.1~0.4mm。

優選的，所述底電極層為金屬鉑（Pt）薄膜層或氧化銦錫（ITO）薄膜層，厚度為50 ~150nm。

優選的，所述絕緣層采用層疊設置的三層結構，包括由上至下設置的鈦薄膜層、二氧化硅薄膜層、硅薄膜層疊層或透明玻璃層疊層。

一種摻雜金屬氧化物的阻變式隨機存取存儲器的制備方法，制備具體步驟包括：

a）基底清洗；

將購買的基底完全浸入盛放無水乙醇的燒杯中，將所述燒杯放入去離子水環境中進行第一次超聲清洗；第一次超聲清洗后，將基底完全浸入盛放丙酮的燒杯中，將所述燒杯置于去離子水環境中進行第二次超聲清洗；第二次超聲清洗后，用去離子水沖洗基底并用氮氣吹干；

b）制備阻變氧化層；