[发明专利]氧化锆电阻存储器薄膜制备方法及其阻变特性的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子材料技术领域，涉及一种氧化锆电阻存储器薄膜制备方法，本发明还涉及该氧化锆电阻存储器薄膜阻变特性的测试方法。

背景技术

现有氧化锆电阻存储器薄膜的制备方法主要是磁控溅射法和脉冲激光沉积法，磁控溅射法是在高真空充入适量的氩气，在阴极（柱状靶或平面靶）和阳极（镀膜室壁）之间施加较高的直流电压，在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电，使氩气发生电离；氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面，将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。脉冲激光沉积法是一种真空物理沉积工艺，是将高功率脉冲激光聚焦于靶材表面，使其产生高温及烧蚀而产生高温高压等离子体，等离子体定向局域膨胀发射并在衬底上沉积形成薄膜。这两种方法制备的氧化锆电阻存储器薄膜其镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀；其不足之处在于利用这两种方法制备氧化锆电阻存储器薄膜所需的设备昂贵，因此成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化锆电阻存储器薄膜制备方法，解决了现有制备方法存在的设备昂贵和成本高的问题。

本发明的另一目的是提供采用上述制备方法制备的氧化锆电阻存储器薄膜阻变特性的测试方法。

本发明所采用的技术方案是，氧化锆电阻存储器薄膜制备方法，首先以氧化锆溶胶为前驱液，以铝酸镧单晶基片的钇钡铜氧超导薄膜为基板提拉氧化锆薄膜，然后采用浸渍提拉法在超导电极上制得氧化锆凝胶薄膜，再将其进行退火处理后自然冷却，最后对其进行顶电极的溅射，即得到氧化锆电阻存储器薄膜。

本发明的特点还在于，

氧化锆溶胶是将正丁醇锆、乙酰丙酮和无水乙醇以1:1:40-45的摩尔比混合，然后将混合液在磁力搅拌器上搅拌1-2h至溶液澄清，再将其密封好陈化20-24h得到，氧化锆溶胶的制备在相对湿度不大于40%RH的手套箱中完成。

退火处理前将氧化锆薄膜放置于空气中自然干燥5-10min。

退火处理在500℃的退火炉中进行，退火处理的时间为15-20min。

顶电极的溅射在真空度为1×10^-3Pa的溅射仪中进行，溅射时间为10-15min，溅射仪中溅射靶材为铂，纯度为99.9%，溅射仪上设有带有周期性直径为2mm微孔的掩模板。

本发明所采用的另一技术方案是，采用上述制备方法制备的氧化锆电阻存储器薄膜阻变特性的测试方法，具体步骤如下：

步骤1，将氧化锆电阻存储器薄膜采用四根引线法进行连接，用金属铟将引线与测试点进行连接，其中两根引线连接顶电极铂层其分离并独立，另外两根引线连接底电极钇钡铜氧超导薄膜其分离并独立；

步骤2，将连接有四根引线的氧化锆电阻存储器薄膜固定在样品台上，然后将其放入材料综合物性测量仪中进行伏安特性曲线测试。

本发明的特点还在于，

步骤1中引线采用金线，纯度为99.9%。

步骤2中材料综合物性测量仪设置为电学性能测试，即伏安特性模式，并且温度以10K/min的降温速度降至50K，温度达到50K后保温15min后进行伏安特性曲线测试，电流保护限设为1-100mA。

本发明的有益效果是，

1.本发明氧化锆电阻存储器薄膜制备方法工艺简单、设备低廉，因此成本低。

2.本发明氧化锆电阻存储器薄膜制备方法制得的氧化锆电阻存储器薄膜表面光洁致密，薄膜质量较好。

3.本发明氧化锆电阻存储器薄膜阻变特性的测试方法，其测试设备的制冷系统采用可循环氦气，环保、成本低。

4.本发明氧化锆电阻存储器薄膜阻变特性的测试方法，测试温度控制准确，能够保证在进行低温测试过程中的低温稳定性，并且其操作简单。

附图说明

图1是本发明经退火处理的氧化锆凝胶薄膜的原子力显微镜扫描图；

图2是本发明经退火处理的氧化锆凝胶薄膜中钇钡铜氧超导薄膜的电阻-温度性能曲线图；

图3是本发明实施例1制备的氧化锆电阻存储器薄膜的电流保护限为1mA的伏安特性曲线图；

图4是本发明实施例1制备的氧化锆电阻存储器薄膜的电流保护限为100mA的伏安特性曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。