[發明專利]阻變存儲器及其制備方法

在審

• 申請號: 202010576753.2
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111668252A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 羅慶;姜鵬飛;呂杭炳;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種阻變存儲器，其特征在于，包括：

阻變介質層，用于阻變存儲；其中，所述阻變介質層包括：

摻雜介質層，其部分具有一定摻雜濃度的金屬，用于在所述阻變存儲器中形成局部增強電場，使得阻變存儲器的導電通道生成位置可控。

2.根據權利要求1所述的阻變存儲器，其特征在于，所述阻變介質層還包括：

底介質層，所述摻雜介質層設置于所述底介質層的上表面上；以及

頂介質層，設置于所述摻雜介質層的上表面上；

所述底介質層和所述頂介質層用于夾設所述摻雜介質層，為所述摻雜介質層提供阻隔，以確保所述摻雜介質層在阻變存儲器中形成局部增強電場，同時實現阻變介質層的阻變功能。

3.根據權利要求2所述的阻變存儲器，其特征在于，

所述底介質層材料為SiO_x、HfO_x或SiN_x；

所述摻雜介質層材料包括部分摻雜金屬的SiO_x、HfO_x或SiN_x；

所述頂介質層材料為SiO_x、HfO_x或SiN_x；其中，x小于正常化學計量數；

其中，所述阻變介質層的總厚度為15nm-25nm。

4.根據權利要求2所述的阻變存儲器，其特征在于，阻變存儲器的所述底介質層下方還包括：依次設置的襯底層、粘合層、底電極，其中，

所述襯底層用于為所述阻變存儲器提供支撐；

所述粘合層設置于所述襯底層上表面上，使得所述阻變存儲器能夠更好的固定于所述襯底層上；以及

底電極設置于所述粘合層的上表面上，為所述阻變存儲器提供一種電連接端口；

所述底介質層設置于所述底電極的上表面上。

5.根據權利要求4所述的阻變存儲器，其特征在于，

所述粘合層材料包括Ti，厚度大于等于10nm；

所述底電極材料包括Pt、Au或Pd，厚度大于等于30nm。

6.根據權利要求4所述的阻變存儲器，其特征在于，所述襯底層包括：

第一基底層，用于為所述阻變存儲器提供支撐；以及

第二基底層，設置于所述第一基底層上表面上，所述粘合層設置于所述第二基底層的上表面上，使得底電極能夠更好的固定于所述襯底層上。

7.根據權利要求6所述的阻變存儲器，其特征在于，

所述第一基底層材料包括Si或SiO₂，厚度大于等于1μm；

所述第二基底層材料包括SiO₂，厚度大于等于200nm。

8.根據權利要求2所述的阻變存儲器，其特征在于，阻變存儲器還包括：

多個凸電極，多個所述凸電極彼此之間相互間隔、并設置于所述頂介質層的上表面上，為所述阻變存儲器提供另一種電連接端口；其中，多個凸電極的每個所述凸電極包括：

頂電極層，設置于所述頂介質層的上表面上，

保護層，覆蓋于所述頂電極層上表面上，用于保護所述頂電極層。

9.根據權利要求8所述的阻變存儲器，其特征在于，

所述凸電極為一柱狀結構，直徑尺寸小于等于300μm；

所述頂電極層材料包括Ta、Pt或W，厚度大于等于50nm；

所述保護層材料包括Ru、Pt或Pd，厚度大于等于20nm。

10.一種用于制備權利要求1-9中任一項所述阻變存儲器的制備方法，其特征在于，包括：

在襯底層上表面上形成粘合層；

在所述粘合層上表面上形成底電極；

在所述底電極上表面上形成阻變介質層；

其中，所述阻變介質層包括：摻雜介質層，其部分具有一定摻雜濃度的金屬原子，用于在所述阻變存儲器中形成局部增強電場，使得阻變存儲器的導電通道生成位置可控。