[發明專利]一種以h-BN作為中間插層的憶阻器

有效

• 申請號: 202010746740.5
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111916558B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 孫堂友;涂杰;石卉;劉云;李海鷗;傅濤;劉興鵬;陳永和;肖功利;李琦;張法碧
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H10N70/00
• 分類號: H10N70/00
• 代理公司: 桂林文必達專利代理事務所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 張學平

本發明公開了一種以六方氮化硼(h?BN)作為中間插層的憶阻器，所述以h?BN作為中間插層的憶阻器包括襯底、底電極層、高空位介質層、中間插層、低空位介質層和頂電極層，以二維材料h?BN作為中間插層的結構，夾在所述高空位介質層和所述低空位介質層之間，能夠充分發揮h?BN的材料特性提高憶阻器整體性能，并且憑借傳統憶阻器介質材料以及二維材料h?BN的特性，可以提高憶阻器的整體性能。

技術領域

本發明涉及憶阻器技術領域，尤其涉及一種以h-BN作為中間插層的憶阻器。

背景技術

憶阻器(memristor)是基于所加電壓不同而導致電阻發生變化的一類非易失性器件。目前，憶阻器處在發展階段，由于其高運行速度(每次轉換300ps)，超低功耗(約0.1pJ)，優異的循環耐受性能(1012)，長儲存時間(10年)以及高級程度(1×1011bit/cm)得到了廣泛的關注，但是由于材料特性之間的差異以及簡單的結構導致憶阻器的各項高性能指標分散。這使得高性能的憶阻器對于新的材料以及新的結構顯得尤為重要。

目前為提高憶阻器性能在憶阻器結構的工作上做了很多工作，現在文獻上報道的憶阻器結構主要有垂直結構以及平面結構。其中以垂直結構最為普遍，而目前改善憶阻器性能在結構上的工作主要是將二維材料作為插入層形成四層結構來改善性能。這樣由于二維材料優異的電學性能使得器件的性能更加穩定。這樣的短板也很明顯，將其夾在介質層與電極之間，其阻變介質還是原本的介質層，其二維材料只是起到來穩定器件的性能，并沒有將二維材料的優秀特性發揮出來。對于其本身性能分散的憶阻器來說，并沒有彌補其介質層作為中間層的其他性能。因此新的結構來提升憶阻器全面的性能是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以h-BN作為中間插層的憶阻器，提升憶阻器的整體性能。

為實現上述目的，本發明提供了一種以h-BN作為中間插層的憶阻器，所述以h-BN作為中間插層的憶阻器包括襯底、底電極層、高空位介質層、中間插層、低空位介質層和頂電極層，所述底電極層與所述襯底固定連接，并位于所述襯底一側，所述高空位介質層與所述底電極層固定連接，并位于遠離所述襯底一側，所述中間插層與所述高空位介質層固定連接，并位于遠離所述底電極層一側，所述低空位介質層與所述中間插層固定連接，并位于遠離所述高空位介質層一側，所述頂電極層與所述低空位介質層固定連接，并位于遠離所述中間插層一側。

其中，所述底電極層為金、鉑、石墨烯、銥和鈀中的任意一種，厚度為1-200nm。

其中，所述高空位介質層為金屬氧化物、硫族固態電解質、氮化物和有機物介質中的任意一種，厚度為1-100nm。

其中，所述中間插層為六方氮化硼，層數為1-15層。

其中，所述低空位介質層為金屬氧化物、硫族固態電解質、氮化物和有機物介質中的任意一種，厚度為1-100nm。

其中，所述頂電極層為銅、銀、鋁、鈦、鋅、錫、鐵和ITO中的任意一種，厚度為1-200nm。

本發明的一種以h-BN作為中間插層的憶阻器，所述以h-BN作為中間插層的憶阻器包括襯底、底電極層、高空位介質層、中間插層、低空位介質層和頂電極層，以二維材料h-BN作為中間插層的結構，夾在所述高空位介質層和所述低空位介質層之間，能夠充分發揮h-BN的材料特性提高憶阻器整體性能，并且憑借傳統憶阻器介質材料以及二維材料h-BN的特性，可以提高憶阻器的整體性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的一種以h-BN作為中間插層的憶阻器的結構示意圖。