[发明专利]一种非挥发性电阻存储元件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型微纳电子功能器件领域，具体涉及存储元件及其制造方法，尤其涉及一种非挥发性电阻存储元件及其制备方法。

背景技术

自从1990年起，以“半导体存储技术”为主而开发出来的存储器，已成为现今存储媒体的新兴技术，同时对存储器的需求量将随着大量资料存储或传输而日益增加，所以开发新型态的存储器元件有其相当重要的意义和价值。

目前，氧化物材料如NiO、TiO₂、ZnO、Pr_xCa_1-xMnO₃、SrZrO₃等的电阻开关特性，即两个不同电阻态之间的转换特性备受关注，而利用该特性制作的电阻存储器件具有工作电流低、驱动电压小、稳定性高、存储速度快、存储容量大等技术优点，有望成为新一代非挥发性存储器。

ZnO是一种非常优异的光电半导体材料，具有成分和结构简单、较好的化学稳定性及容易制备等优点，同时ZnO薄膜器件的电阻开关特性可通过不同含量的Mg掺杂而得以调节，高Mg含量掺杂的薄膜器件具有较高的高、低电阻比值，而器件的初始化电流值也减少。但是，基于氧化物材料(如NiO、TiO₂、Pr_xCa_1-xMnO₃、SrZrO₃等)而构筑的的电阻开关器件，其开关参数如开关电压均存在较大的发散，同时，实际应用时也希望用于器件初始化的电流值能够进一步地减小。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于NiO/Mg_xZn_1-xOp-n异质结薄膜电阻开关特性，在保证两个不同电阻态之间存在较高电阻比值的前提下，减小了开关电压的发散性，同时也极大的减小了器件初始化所需的电流值的非挥发性电阻存储元件。

本发明的另一目的是提供上述非挥发性电阻存储元件的制备方法。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

一种非挥发性电阻存储元件，包括：

(1)NiO/Mg_xZn_1-xO(x＝0.4～1)p-n异质结薄膜层；

(2)配置在上述NiO/Mg_xZn_1-xO(x＝0.4～1)p-n异质结薄膜层上表面的Pt电极；

(3)配置在上述NiO/Mg_xZn_1-xO(x＝0.4～1)p-n异质结薄膜层下表面的Pt电极。

一种制备上述非挥发性电阻存储元件的方法，该方法包括如下步骤：

(1)配制NiO溶胶；

(2)配制Mg_xZn_1-xO(x＝0.4～1)溶胶；

(3)在基体上制备NiO/Mg_xZn_1-xO(x＝0.4～1)p-n异质结薄膜，并对该薄膜进行热处理；

(4)将上述经热处理后的异质结薄膜的上表面和下表面分别镀Pt电极，从而制备得到本发明的非挥发性电阻存储元件。

上述步骤(1)中，NiO溶胶是采用常规的溶胶-凝胶法，由二乙醇胺和醋酸镍反应制备而得，具体试验时可参考如下操作：将二乙醇胺同溶剂混合后加入醋酸镍，加热反应后，冷却到室温得到NiO溶液；这里可根据实际需要调节NiO浓度，如可选择0.3mol/L的NiO溶胶；所述加热反应的条件可选择80℃加热1～3h；将二乙醇胺同溶剂混合，这时候的溶剂是本领域技术人员进行溶胶-凝胶法时所用的常规物质，起到溶解二乙醇胺的作用即可，如乙二醇甲醚等。