[發明專利]一種透明多值非易失阻變存儲單元及其制備方法

在審

• 申請號: 202110371967.0
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113113536A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 尼浩;付強;劉學鋒;楊金偉;解東港;張鳳;王毅;張琛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種透明多值非易失阻變存儲單元，其特征在于：由底電極、鐵電單晶層、阻變層和頂電極組成；底電極制備在鐵電單晶層的下表面；鐵電單晶層的上表面制備有摻Cr的In₂O₃薄膜作為阻變層；阻變層的上表面制備有兩個頂電極作為電阻狀態的讀取電極；電阻狀態的寫入電極由底電極和其中一個頂電極構成。

2.如權利要求1所述的一種透明多值非易失阻變存儲單元，其特征在于：電極的厚度為0.01～10μm，電極材料由透明導電金屬化合物(氧化銦錫、鋁摻雜的氧化鋅等)制成，頂電極的形狀可選用叉指或條形。

3.如權利要求1所述的一種透明多值非易失阻變存儲單元，其特征在于：鐵電單晶為BaTiO₃、Ba_xSr_1-xTiO₃或(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-xPbTiO₃(其中0＜x＜1)單晶基片，基片為雙面拋光，表面為(111)面，厚度為0.1～0.6mm。

4.如權利要求1所述的一種透明多值非易失阻變存儲單元，其特征在于：摻Cr的In₂O₃薄膜中Cr的質量分數為0.1％～10％，厚度為10～70nm。

5.如權利要求1所述的一種透明多值非易失阻變存儲單元的制備方法，其步驟如下：

(1)清洗鐵電單晶基片

依次使用丙酮、乙醇和去離子水對鐵電單晶基片進行超聲清洗，或者使用等離子清洗機進行清洗，使單晶基片表面無污染；

(2)沉積摻Cr的In₂O₃薄膜作為阻變層

運用脈沖激光沉積技術，選擇高純度的摻Cr的In₂O₃作為靶材料，在鐵電單晶基片上沉積摻Cr的In₂O₃薄膜；靶材與基片的間距為50～70mm，沉積腔內的氧分壓為0.05～1Pa，鐵電單晶基片溫度為650～750℃，激光的頻率為1～10Hz；

(3)制備電極得到存儲單元

采用真空鍍膜、磁控濺射或脈沖激光沉積的方法制備電極。底電極覆蓋在鐵電單晶基片的下表面，頂電極制備在摻Cr的In₂O₃薄膜表面。電阻狀態的讀取電極由兩個頂電極構成，并連接到外部的電阻測量元件上。電阻狀態的寫入電極由底電極和其中一個頂電極構成，并連接到外部的電壓輸出元器件上。