[發明專利]一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器及其制備方法

在審

• 申請號: 202210224538.5
• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114784184A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 高海霞;錢夢依;段毅偉;孫宇昕;武書良
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;B82Y10/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王萌

本發明公開了一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器及其制備方法，所述阻變存儲器從下至上依次包括：襯底層、底電極層、阻變介質層、量子點層、頂電極層和保護層。本發明通過在阻變介質層和頂電極層之間旋涂量子點層，能夠提高頂電極層對阻變介質層中氧離子的捕獲能力，并引導導電細絲的形成與斷裂，從而提高阻變存儲器的穩定性，降低器件的功耗，進一步消除器件的初始化過程，使阻變存儲器初始周期中的高低阻態保持穩定。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，具體涉及一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器及其制備方法。

背景技術

阻變存儲器(RRAM)通常由導體/絕緣體/導體的簡單三明治結構構成，是基于“記憶”外加電壓而動態改變其內部電阻狀態的電阻開關器件。具有集成水平高、結構簡單、讀寫速度快，與CMOS技術兼容性高等優良特性。

由于三明治結構特征，導致阻變存儲器件的特性對阻變層材料的依賴性很大，容易出現穩定性差、均勻性差、可靠性差等問題。尤其是在器件初始的幾十個循環過程中，低阻態(LRS)和高阻態(HRS)的波動更大，嚴重影響器件的實際的應用。

目前，現有技術中對RRAM初始周期阻態特性的研究較少，對初始化過程中所發生的參數波動情況缺少系統性的認識，更未提出解決辦法。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器及其制備方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器，所述阻變存儲器從下至上依次包括：襯底層、底電極層、阻變介質層、量子點層、頂電極層和保護層。

在本發明的一個實施例中，所述阻變存儲器包括粘附層；其中，所述粘附層位于襯底層和底電極層之間。

在本發明的一個實施例中，所述底電極層和所述保護層的材料采用惰性金屬。

本發明的有益效果：

本發明通過在阻變介質層和頂電極層之間旋涂量子點層，能夠提高頂電極層對阻變介質層中氧離子的捕獲能力，并引導導電細絲的形成與斷裂，從而提高阻變存儲器的穩定性，降低器件的功耗，進一步消除器件的初始化過程，使阻變存儲器初始周期中的高低阻態保持穩定。

以下將結合附圖及實施例對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器制備方法示意圖；

圖3a-3g是本發明實施例提供的一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器制備流程示意圖；

圖4為制備的阻變存儲器的初始化狀態電學測試結果示意圖；

圖5為現有技術中不包含量子點層的阻變存儲器的初始化狀態電學測試結果示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

實施例一

請參見圖1，圖1是本發明實施例提供的一種初始周期高低阻態穩定的阻變存儲器示意圖，所述阻變存儲器從下至上依次包括：襯底層1、底電極層3、阻變介質層4、量子點層5、頂電極層6和保護層7。

可選的，所述阻變存儲器包括粘附層2；其中，所述粘附層2位于襯底層1和底電極層3之間。

可選的，所述底電極層3和所述保護層7的材料采用惰性金屬。