[發(fā)明專利]一種銅摻雜的金屬氧化物雙功能層憶阻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210412902.0
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114512604B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉霞;袁方;張鵬;鄧玥;于相成
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種銅摻雜的金屬氧化物雙功能層憶阻器，其特征在于：包括自下而上依次設(shè)置為襯底、底電極、第一功能層、第二功能層和頂電極；

所述第一功能層和第二功能層為納米堆疊結(jié)構(gòu)薄膜材料，其中，第一功能層的材料采用HfO_y薄膜，第二功能層的材料采用Cu摻雜的TiO_x薄膜，其中，0x2，0y2；

所述襯底為拋光玻璃，底電極為Au/Ti復(fù)合電極，頂電極為Au電極；

其制備方法包括以下步驟：

(1)清洗襯底：將拋光玻璃使用無水酒精擦拭后烘干備用；

(2)打磨靶材：依次使用粗砂紙和細(xì)砂紙打磨Ti靶材、Cu靶材、HfO_y 靶材和TiO_x 靶材，再用無塵布擦拭其表面；

(3)制備Au薄膜：使用離子鍍膜儀，以Au靶材作為濺射源，調(diào)節(jié)離子鍍膜儀的電流維持在6.5mA～8.5mA，濺射得到厚度10nm～50nm的Au薄膜；

(4)制備底電極：采用直流濺射法，以Ti靶材作為濺射源，設(shè)置靶材到襯底的距離為6.5cm～12.5cm，將濺射室真空度抽至3×10^-3Pa，通入純度為99.999%的Ar作為工作氣體，調(diào)節(jié)直流功率80w～100w，濺射時間5min～12min，在Au薄膜之上沉積得到厚度為40nm～150nm的Ti薄膜，形成Au/Ti復(fù)合電極；

(5)制備第一功能層：采用射頻濺射法，以HfO_y 靶材作為濺射源，設(shè)置靶材到襯底的距離為8cm～15cm，將濺射室真空度抽至3×10^-3Pa，通入純度為99.999%的Ar作為工作氣體，調(diào)節(jié)直流功率90w～125w，濺射時間5min～15min，在底電極之上沉積HfO_y 薄膜，形成第一功能層；

(6)制備TiO_x 薄膜：采用射頻濺射法，以TiO_x 靶材作為濺射源，設(shè)置靶材到襯底的距離為8cm～15cm，將濺射室真空度抽至3×10^-3Pa，通入純度為99.999%的Ar作為工作氣體，調(diào)節(jié)直流功率80w～125w，濺射時間5min～15min，在第一功能層HfO_y 薄膜表面沉積TiO_x 薄膜；

(7)制備第二功能層：采用射頻濺射法，以Cu靶材作為濺射源，設(shè)置靶材到襯底的距離為8cm～15cm，將濺射室真空度抽至3×10^-3Pa，通入純度為99.999%的Ar作為工作氣體，調(diào)節(jié)直流功率25w～55w，在TiO_x 薄膜內(nèi)摻入Cu，濺射時間為85s，形成第二功能層Cu摻雜的TiO_x薄膜；

(8)退火處理：制備完成第二功能層結(jié)束后，冷卻1小時；

(9)制備頂電極：使用離子鍍膜儀，以金靶材作為濺射源，調(diào)節(jié)離子鍍膜儀的電流維持在4.5mA～8.5mA，濺射時間為20s～120s，在Cu摻雜的TiO_x 薄膜之上沉積Au薄膜，形成頂電極；

所述第一功能層的厚度為100nm～600nm，所述第二功能層的厚度為200nm～700nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅摻雜的金屬氧化物雙功能層憶阻器，其特征在于：所述底電極的厚度為50nm～200nm, 所述頂電極的厚度為10nm～300nm。