[發明專利]一種兼具易失性與非易失性的CuxO憶阻器及其調控方法

有效

• 申請號: 202011185655.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112289930B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 孫華軍;王濤;繆向水
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種兼具易失性與非易失性的Cu_xO憶阻器，其特征在于，包括自下而上堆疊的下電極層(4)、功能層(3)以及上電極層(1)，其中，所述功能層(3)為Cu_xO功能層，x滿足1.8x2；所述功能層(3)是沉積在絕緣層(2)內的，具體是通過在所述絕緣層(2)內刻蝕通孔，再沉積所述功能層(3)使所述功能層(3)接觸所述下電極層(4)；所述上電極層(1)則沉積在所述功能層(3)之上。

2.如權利要求1所述Cu_xO憶阻器，其特征在于，所述功能層(3)的厚度為20～80nm，優選為60nm。

3.如權利要求1所述Cu_xO憶阻器，其特征在于，所述下電極層(4)所采用的電極材料為惰性電極，選自Pt，TiN，TaN；

所述上電極(1)所采用的電極材料同樣為惰性電極，選自TaN、TiW、TiN；

所述絕緣層(2)為SiO₂；

優選的，所述下電極層(4)所采用的電極材料為Pt；所述上電極(1)所采用的電極材料為TiN。

4.如權利要求1所述Cu_xO憶阻器，其特征在于，所述兼具易失性與非易失性的Cu_xO憶阻器能夠通過所述上電極層(1)和所述下電極層(4)向所述功能層(3)施加相應的限制電流，誘導Cu空位構建團簇和導電細絲，實現易失性憶阻器功能與非易失性憶阻器功能的調控。

5.如權利要求4所述Cu_xO憶阻器，其特征在于，所述限制電流的變化范圍為100nA～100uA。

6.如權利要求4所述Cu_xO憶阻器，其特征在于，所述上電極(1)所采用的電極材料為TiN，厚度為100nm；所述Cu_xO功能層的厚度為60nm，x＝1.90；所述下電極層(4)所采用的電極材料為Pt，厚度為100nm；

對于該Cu_xO憶阻器，記所述限制電流為Icc，當Icc1uA時，該Cu_xO憶阻器表現為易失性特性；當1uAIcc85uA時，該Cu_xO憶阻器表現為易失性與非易失性共存特性；當Icc85uA時，該Cu_xO憶阻器表現為非易失性特性。

7.如權利要求1－6任意一項所述兼具易失性與非易失性的Cu_xO憶阻器的調控方法，其特征在于，該調控方法是通過Cu_xO憶阻器的上電極層和下電極層向Cu_xO憶阻器的功能層施加相應的限制電流，誘導Cu空位構建團簇和導電細絲，實現易失性憶阻器功能與非易失性憶阻器功能的調控。

8.如權利要求7所述調控方法，其特征在于，所述限制電流的變化范圍為100nA～100uA。

9.如權利要求7所述調控方法，其特征在于，所述Cu_xO憶阻器中，上電極所采用的電極材料為TiN，厚度為100nm；Cu_xO功能層的厚度為60nm，x＝1.90；下電極層所采用的電極材料為Pt，厚度為100nm；

對于該Cu_xO憶阻器，記所述限制電流為Icc，當Icc1uA時，該Cu_xO憶阻器表現為易失性特性；當1uAIcc85uA時，該Cu_xO憶阻器表現為易失性與非易失性共存特性；當Icc85uA時，該Cu_xO憶阻器表現為非易失性特性。