[发明专利]一种柔性阻变存储器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻变存储器领域，尤其涉及一种柔性阻变存储器及其制备方法。

背景技术

柔性电子(Flexible Electronics)是一类技术的通称，包括塑料电子(Plastic Electronics)、印刷电子(Printed Electronics)、有机电子(Organic Electronics)，聚合物电子(Polymer Electronics)等等。柔性电子可概括为将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术，以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管(OLED)、印刷射频电路(RFID)、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(Skin Patches)等。尽管目前已相继开发出诸如柔性导线、柔性PN结、柔性场效应管的柔性电子器件，但是对柔性非易失性存储器的研究还很少。

近年来，国内外的研究人员在一系列氧化物材料中开发了一种新型存储器，称为阻变存储器(RRAM)，其原理是：当电流或电压作用在由电极和所述氧化物构成的这种存储器上时，该器件的电阻值会发生几个量级的改变，并且所得到的电阻状态在外电场去除后可以保持下来。利用这种类型材料的这种物理特性可以进行信息存储，例如高阻态可以用来存储信息“0”，低阻态可以用来存储信息“1”，反之亦然。相对于其它非易失性存储器，RRAM具有制备简单、擦写速度快度、存储密度高等优点。目前人们已经发现了多种过渡族金属氧化物材料具备制备RRAM的潜力，如金属掺杂的锰酸盐、金属掺杂的钛酸盐、NiO、TiO₂、CuO_x、FeO_x、ZrO₂、CoO、ZnO、MoO_x、MnO_x等。然而，为了能够使这些材料用于柔性器件中，在制备时需要低于柔性衬底的熔点温度(约200℃)，但当这些材料在低温下制备时，因所得产物缺陷浓度高而失去了电阻转变效应。另外，这些材料的脆性过高，也无法胜任柔性的需求。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种当低温制备时具有稳定电阻转变性能且具有良好柔性的阻变存储器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，提供一种柔性阻变存储单元，包括：

柔性绝缘衬底，

在该柔性绝缘衬底上的底电极，

在该底电极上的存储介质层，以及

在该存储介质层上的顶电极，

其中，所述存储介质层为Zn_(1-x)Mg_xO薄膜，其中x的范围为0＜x＜1。

在上述存储单元中，所述Zn_(1-x)Mg_xO薄膜的厚度为10-1000nm。

在上述存储单元中，所述底电极和顶电极由金属材料或导电化合物制成。

在上述存储单元中，所述底电极具有导电化合物/金属/导电化合物的复合结构。

在上述存储单元中，所述Zn_(1-x)Mg_xO薄膜优选为Zn_0.8Mg_0.2O薄膜。

根据本发明的另一个方面，提供一种柔性阻变存储器，其中，包括根据本发明第一方面的柔性阻变存储单元。

根据本发明的再一个方面，提供一种制造柔性阻变存储单元的方法，包括：

1)提供柔性绝缘衬底；

2)在该柔性绝缘衬底上制备底电极；

3)在该底电极上制备Zn_(1-x)Mg_xO薄膜，其中x的范围为0＜x＜1，薄膜的厚度为10-1000nm；

4)在该Zn_(1-x)Mg_xO薄膜上制备顶电极。

在上述方法中，在所述步骤3)包括采用脉冲激光沉积方法制备Zn_(1-x)Mg_xO薄膜，衬底温度在室温至150℃之间。

在上述方法中，所述脉冲激光沉积方法包括利用Zn_(1-x)Mg_xO靶材沉积Zn_(1-x)Mg_xO薄膜。

在上述方法中，所述Zn_(1-x)Mg_xO薄膜优选为Zn_0.8Mg_0.2O薄膜。