[发明专利]一种基于氧化锌的极性可控阻变存储器及其制备方法

权利要求书

1. 一种基于氧化锌的极性可控阻变存储器，其特征在于：由SiO₂/Si衬底、粘附层、下电极、具有电阻转变特性的氧化锌薄膜、上电极和保护层构成，粘附层厚度为5-20nm、下电极厚度为5-100nm、具有电阻转变特性的氧化锌薄膜的厚度为5-200nm、上电极的厚度为5-100nm、保护层的厚度为5-100nm。

2.根据权利要求1所述基于氧化锌的极性可控阻变存储器，其特征在于：所述粘附层为金属钛或氧化铟锡。

3.根据权利要求1所述基于氧化锌的极性可控阻变存储器，其特征在于：所述下电极为金属Cu、Pt或Al。

4.根据权利要求1所述基于氧化锌的极性可控阻变存储器，其特征在于：所述上电极材料为纯导电金属、组合金属材料或导电金属化合物，金属材料为Ta、Cu、Au、Ag、W、Ni或Pt；金属合金材料为Pt/Ti、Ta/Ti、Cu/Ti、Cu/Au、Cu/Al或Au/Zr；导电金属化合物为TiN或ITO。

5.根据权利要求1所述基于氧化锌的极性可控阻变存储器，其特征在于：所述具有电阻转变特性的氧化锌薄膜为二元金属氧化物氧化锌薄膜，所述保护层为金Au或导电金属化合物ITO。

6.一种如权利要求1所述基于氧化锌的极性可控阻变存储器的制备方法，其特征在于步骤如下：

1）首先在SiO₂/Si衬底基片上沉积粘附层；

2）在制备好的粘附层上沉积下电极，作为器件外加电压阴极的引出端或接地；

3）在制备好的下电极上沉积具有电阻转变特性的氧化锌薄膜；

4）在具有电阻转变特性的氧化锌薄膜上制备上电极；

5）在上电极上生长一层保护层。

7.根据权利要求6所述基于氧化锌的极性可控阻变存储器的制备方法，其特征在于：所述粘附层的沉积方法为磁控法、离子束法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、蒸发沉积法或原子层沉积法。

8.根据权利要求6所述基于氧化锌的极性可控阻变存储器的制备方法，其特征在于：所述下电极，上电极和保护层的沉积方法为磁控或离子束溅射法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、蒸发沉积法或原子层沉积法，制备工艺为：本底真空度＜10^-4Pa、衬底温度为室温、工作气压为0.5-2Pa、溅射时间为1-10min，在Ar气氛环境下5-50sccm，溅射功率为50-250W。

9.根据权利要求6所述基于氧化锌的极性可控阻变存储器的制备方法，其特征在于：所述具有阻变特性的氧化锌薄膜的沉积方法为磁控或离子束溅射法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、蒸发沉积法、原子层沉积法或溶胶凝胶法，制备工艺为：:本底真空度＜10^-4Pa、衬底温度为室温-300℃、工作气压为0.5-2Pa、溅射时间为1-60min，在O₂和Ar混合气体中氧分压为5％-30％、溅射功率为50-250W；电极及保护层的制备为本底真空度＜10^-4Pa、衬底温度为室温、工作气压为0.5-2Pa、溅射时间为1-10min，在Ar气氛环境下5-50sccm，溅射功率为50-250W。