[發(fā)明專利]獲取阻變器件導(dǎo)電通道分布的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310263816.2
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116400154A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳華強;孫雯;高濱;唐建石
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00;G01N23/2255;G01N23/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本申請公開了獲取阻變器件導(dǎo)電通道分布的方法，該方法包括提供阻變器件，該器件具有多個陣列排布的阻變器件單元；調(diào)控阻變器件的外界電壓，剝離第一陣列電極層和/或第二陣列電極層暴露阻變層，獲得不同阻態(tài)的待測阻變器件單元；掃描不同阻態(tài)的待測阻變器件單元的阻變層的表面信息，以獲得不同阻態(tài)的待測阻變器件單元的電流分布；對阻變層進行平面取樣，獲得待測平面；令待測平面沿軸向旋轉(zhuǎn)，掃描待測平面多個不同角度的結(jié)構(gòu)信，對結(jié)構(gòu)信息二維數(shù)據(jù)集進行三維重構(gòu)，獲得不同阻態(tài)的待測阻變器件單元的微觀結(jié)構(gòu)三維分布。由此，可以獲得陣列級別阻變器件導(dǎo)電通道的電流分布與導(dǎo)電通道的微觀結(jié)構(gòu)的三維分布之間的對應(yīng)關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電通道測試領(lǐng)域，具體地，涉及一種獲取阻變器件導(dǎo)電通道分布的方法。

背景技術(shù)

阻變器件具有高密度、低功率、低成本和小尺寸等優(yōu)點，在非易失性存儲器件中有著廣泛的應(yīng)用前景，其中每個阻變器件包括上電極-阻變層-下電極，通過對上下電極施加電場，使阻變層發(fā)生軟擊穿，進而形成導(dǎo)電通道，導(dǎo)電通道的聯(lián)通代表著阻變單元為低電阻狀態(tài)，導(dǎo)電通道的斷開代表著阻變單元為高電阻狀態(tài)，可見，阻變器件的開關(guān)態(tài)與阻變層中導(dǎo)電通道的形成密切相關(guān)。但是，目前對阻變器件中導(dǎo)電通道的測試還停留在研究單個阻變器件單元，缺少對陣列級別阻變器件的測試。

因此，目前的獲取阻變器件導(dǎo)電通道分布的方法仍有待改進。

發(fā)明內(nèi)容

申請中是基于發(fā)明人對以下問題的發(fā)現(xiàn)而做出的：

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前針對導(dǎo)電細絲形貌的測試多為取單個阻變器件單元進行測試，缺少對陣列級別阻變器件中導(dǎo)電通道的統(tǒng)計分布；另一方面，目前的導(dǎo)電通道的測試方法針對的是特定結(jié)構(gòu)的器件，缺少對實際應(yīng)用的陣列級別阻變器件的測試；又一個方面，目前的測試針對的是單個阻變器件特定的阻態(tài)，缺少對陣列級別阻變器件中阻態(tài)為中間態(tài)和特殊狀態(tài)的導(dǎo)電通道的測試。

本申請旨在至少一定程度上緩解或解決上述提及問題中至少一個。

在本申請的一個方面，本申請?zhí)岢隽艘环N獲取阻變器件導(dǎo)電通道分布的方法，包括：提供阻變器件，所述阻變器件包括層疊設(shè)置的第一陣列電極層、阻變層以及第二陣列電極層，所述第一陣列電極層、所述阻變層以及所述第二陣列電極層中的至少之一包括多個陣列排布的子結(jié)構(gòu)，所述阻變器件包括多個陣列排布的阻變器件單元；調(diào)控所述阻變器件的外界電壓，并剝離所述第一陣列電極層和/或所述第二陣列電極層以暴露所述阻變層，以獲得不同阻態(tài)的待測阻變器件單元；通過掃描所述阻變層的表面信息，所述表面信息包括導(dǎo)電通道的數(shù)量和分布位置，以獲得所述不同阻態(tài)的所述待測阻變器件單元的電流分布；對所述阻變層進行平面取樣，以獲得待測平面，所述待測平面為平行于所述阻變層一側(cè)表面的平面；令所述待測平面沿軸向旋轉(zhuǎn)，通過掃描所述待測平面多個不同角度的結(jié)構(gòu)信息，以獲得所述待測平面在多個不同角度下的所述結(jié)構(gòu)信息的二維數(shù)據(jù)集；對所述結(jié)構(gòu)信息的二維數(shù)據(jù)集進行三維重構(gòu)，得到所述不同阻態(tài)的所述待測阻變器件單元的微觀結(jié)構(gòu)的三維分布，所述結(jié)構(gòu)信息包括導(dǎo)電通道的形貌狀態(tài)、分布位置、晶相結(jié)構(gòu)、元素分布和元素價態(tài)。由此，可以獲得陣列級別阻變器件導(dǎo)電通道電流分布與導(dǎo)電通道的微觀結(jié)構(gòu)的三維分布之間的對應(yīng)關(guān)系。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述剝離的方式包括在俄歇電子顯微鏡監(jiān)控下通過氬離子束剝離所述第一陣列電極層和/或所述第二陣列電極層以暴露所述阻變層。由此，可以提高剝離的精度，使得剝離位置精確停留在阻變層表面。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述剝離的剝離速度為3(nm/min)-10(nm/min)。由此，可以進一步提高剝離電極層暴露阻變層的精確度。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述通過掃描所述阻變層的表面信息包括采用導(dǎo)電探針原子力顯微鏡測試所述阻變層的導(dǎo)電通道的數(shù)量和分布位置。由此，可以獲得陣列級別阻變器件的電流分布。