[发明专利]一种高一致性的高速阻变存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种高一致性的高速阻变存储器，包括：底电极、阻变材料薄膜和顶电极，其特征在于，底电极在衬底上，所述阻变材料薄膜有金属掺杂，掺杂的金属同时满足低导热率和高吉布斯自由能。

2.如权利要求1所述的高一致性的高速阻变存储器，其特征在于，所述掺杂金属满足低导热率：所述掺杂金属及其对应氧化物的导热率低于阻变材料的导热率。

3.如权利要求1所述的高一致性的高速阻变存储器，其特征在于，所述掺杂金属满足高吉布斯自由能：所述掺杂金属与氧反应生成氧化物对应的吉布斯自由能高于阻变材料薄膜中金属氧化物对应的金属与氧反应生成氧化物对应的吉布斯自由能。

4.如权利要求1所述的高一致性的高速阻变存储器，其特征在于，所述底电极和顶电极形成十字交叉型crossbar结构。

5.如权利要求1-4任意一条所述的高一致性的高速阻变存储器，其特征在于，所述衬底采用Si衬底；所述上下电极材料为高电导率材料：Pt、W、Ir或TiN，所述阻变材料选用过度金属氧化物材料：HfOx，TaOx，WOx。

6.一种高一致性的高速阻变存储器制备方法，其步骤包括：

1）在衬底溅射金属后图形化底电极；

2）对底电极图形区域进行PVD溅射形成由过度金属氧化物组成的阻变材料薄膜；

3）通过离子注入方法在所述阻变材料薄膜中注入相应的掺杂金属；所述掺杂金属满足：金属氧化物对应的金属与氧反应生成氧化物的吉布斯自由能低于掺杂金属对应的吉布斯自由能；所述掺杂金属同时满足：掺杂金属及对应氧化物的导热率低于阻变材料薄膜的导热率；

4）在阻变材料薄膜上溅射并图形化顶电极，完成制备。

7.如权利要求6所述的高一致性的高速阻变存储器制备方法，其特征在于，所述衬底采用Si衬底；所述上下电极材料为高电导率材料：Pt、W、Ir或TiN，所述阻变材料选用过度金属氧化物材料：HfOx，TaOx，WOx。

8.如权利要求7所述的高一致性的高速阻变存储器制备方法，其特征在于，在所述衬底制备绝缘层SIO₂。

9.如权利要求6所述的高一致性的高速阻变存方法，其特征在于，采用十字交叉型crossbar结构制备所述底电极和顶电极。

10.如权利要求6所述的高一致性的高速阻变存储器制备方法，其特征在于，所述相应的掺杂金属均采用Zr。