[发明专利]一种可擦写式双层薄膜结构阻变存储单元及其制备方法

权利要求书

1.一种可擦写式双层薄膜结构的阻变存储器存储单元，其特征在于以二氧化锡阻变薄膜为阻变层，氧化钼薄膜为氧存储层，具体结构组成依次为：玻璃基板，金属钛薄膜，作为底电极的金属铂薄膜，二氧化锡阻变薄膜，氧化钼薄膜，作为顶电极的金属钼薄膜，即为Mo/MoO_x / SnO₂/Pt/Ti/玻璃基板结构，1.5<x<2.5。

2.一种如权利要求1所述的阻变存储器存储单元的制备方法，其特征在于以玻璃为基板，采用磁控溅射技术依次沉积各层薄膜，具体步骤如下：

（1）采用金属Ti靶，以Ar气作为工作气体，工作压强为3.0×10^-1 Pa，在玻璃基板上溅射形成金属Ti薄膜；其中，溅射电流为100 ~ 200 mA，溅射电压为250 ~ 400 V，溅射时间5 ~ 10分钟；

（2）然后采用金属Pt靶，在同样的工作气体、工作压强下，在步骤（1）形成的Ti/玻璃基板上形成金属Pt底电极，其中，溅射电流为50 ~ 100 mA，溅射电压为400 ~ 500 V，溅射时间5 ~ 15分钟的；

（3）制备二氧化锡阻变薄膜，其步骤是：先加热经过步骤（1）、（2）的基板，温度至250 ~ 400℃；将O₂和Ar气体通入反应室，控制O₂反应气体的分压为7×10^-2 Pa ~ 1.5×10^-1 Pa，工作压强为3.0 ~ 6.0×10^-1 Pa，溅射形成具有多晶结构的二氧化锡阻变薄膜；其中，溅射电流为50 ~ 200 mA，溅射电压为300 ~ 450 V，溅射时间为10 ~ 30分钟，该薄膜厚度为50 ~ 250 nm；

（4）再制备氧化钼薄膜，其步骤是：先加热经过步骤（1）、（2）、（3）的基板，温度至250 ~ 400℃，将O₂和Ar气体通入反应室，控制O₂反应气体的分压为5×10^-2 Pa ~ 1.5×10^-1 Pa，工作压强为3.0 ~ 6.0×10^-1 Pa，溅射形成氧化钼薄膜；其中，溅射电流为50 ~ 200 mA，溅射电压为300 ~ 550 V，溅射时间为5 ~ 20分钟；该薄膜厚度为50 ~ 150 nm；

（5）最后通过掩膜板利用直流磁控溅射方法制备钼顶电极。

3.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤（3）中，加热基板温度至320 ~350 ℃；O₂反应气体的分压为1.0 ~1.2×10^-1Pa，反应室内的工作压强为5.0×10^-1 Pa；溅射电流为80 ~ 100 mA，溅射电压为350 ~ 400 V，溅射时间为15 ~ 25分钟。

4.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤（4）中，加热基板温度280 ~320 ℃；O₂反应气体的分压为7.0×10^-2Pa ~1.0×10^-1Pa，反应室内的工作压强为5.0×10^-1 Pa；溅射电流为140 ~ 160 mA，溅射电压为400 ~450 V，溅射时间为7 ~ 12分钟。

5.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤（5）中，通过尺寸为200μm×200μm的掩膜的方法制备厚度为150 ~200 nm的钼顶电极，溅射电流为150 ~ 200 mA，溅射电压为300~400 V，溅射时间15 ~20分钟。