[發(fā)明專利]一種CuFe2O4薄膜電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010024981.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111129300A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝愛(ài)澤;寧雪兒;賈殿贈(zèng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新疆大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種CuFe₂O₄薄膜電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件及其制備方法,屬于微電子新型非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域。該電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件由導(dǎo)電襯底、CuFe₂O₄薄膜和導(dǎo)電頂電極構(gòu)成。構(gòu)建這種存儲(chǔ)器件的制備方法是采用簡(jiǎn)單的溶膠凝膠法制備CuFe₂O₄薄膜，在薄膜表面采用鍍膜技術(shù)鍍上導(dǎo)電頂電極而成。本發(fā)明中，該電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件展現(xiàn)出優(yōu)異的高低電阻態(tài)轉(zhuǎn)變窗口和大的開(kāi)/關(guān)比,且具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和保持特性。上述優(yōu)異特性表明本發(fā)明在微電子非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子新型非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CuFe₂O₄薄膜電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)特性的非易失性存儲(chǔ)器件及其制備方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前,大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新型技術(shù)的崛起使得對(duì)存儲(chǔ)及分析信息的需求呈指數(shù)爆炸式的不斷增長(zhǎng)。國(guó)際上主流的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是采用浮柵結(jié)構(gòu)的閃存存儲(chǔ)器，如果繼續(xù)縮小閃存器件特征尺寸，將會(huì)面臨器件的可靠性差、介質(zhì)擊穿以及嚴(yán)重的相鄰存儲(chǔ)單元相互串?dāng)_效應(yīng)等問(wèn)題。然而，新型的非易失性存儲(chǔ)器作為新興的存儲(chǔ)器受到科學(xué)界與工業(yè)界廣泛的關(guān)注。電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器是一種新型的非易失性存儲(chǔ)器，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、存儲(chǔ)密度高、功耗低、保持時(shí)間長(zhǎng)、讀寫(xiě)速度快及與半導(dǎo)體工藝兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，在非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

CuFe₂O₄鐵氧體薄膜具有豐富的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)，在微波、磁記錄和催化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前還沒(méi)有有關(guān)CuFe₂O₄薄膜的電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)特性的研究報(bào)道。

目前，薄膜材料的制備方法主要有化學(xué)沉積法和物理沉積法，化學(xué)沉積法包括化學(xué)氣相沉積法、金屬有機(jī)熱分解法和溶膠凝膠法等；物理沉積法包括磁控濺射法、脈沖激光沉積法及分子束外延法等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的一在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種新型的CuFe₂O₄電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件。

本發(fā)明的目的二是提供上述CuFe₂O₄電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件的新型制備方法。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件是由導(dǎo)電襯底Pt或者ITO、電阻存儲(chǔ)薄膜CuFe₂O₄和導(dǎo)電頂電極Pt、Au、Ti或Cu構(gòu)成，薄膜厚度為 50~500 nm。

上述電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件頂電極的制備方法是采用真空鍍膜技術(shù)，在CuFe₂O₄薄膜表面鍍上導(dǎo)電頂電極，構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)的電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器件。

上述CuFe₂O₄ 薄膜制備是采用溶膠凝膠法。

上述溶膠凝膠法步驟如下：

制備CuFe₂O₄前驅(qū)體溶液，將其旋轉(zhuǎn)涂覆于導(dǎo)電襯底上，在200 ℃烤臺(tái)上烘烤5分鐘，制備CuFe₂O₄前驅(qū)體薄膜，重復(fù)一定的次數(shù)后對(duì)前驅(qū)體薄膜進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為300~600℃，時(shí)間為1~120分鐘。優(yōu)選溫度為400~500 ℃，時(shí)間為10~60分鐘。