[发明专利]一种透明阻变存储器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻变存储器，具体的说是一种透明阻变存储器及其制备方法。

背景技术

随着集成电路工艺的不断进步，传统Flash非挥发性存储器已不能满足需要，近年来出现了多种新型非挥发性存储器，如铁电存储器（FRAM）、磁存储器（MRAM）、相变存储器（PRAM）和阻变存储器（RRAM）。其中阻变存储器的工作原理是通过电压脉冲信号来实现高阻态和低阻态的翻转，这种翻转是可逆的，用以模拟逻辑电路中的“0”和“1”。阻变存储器一般集成在衬底上，为由电极层/阻变层/电极层形成的三明治结构，通过阻变层的电阻转变进行工作。RRAM被认为是可行性高而风险较小的纳米存储器件，以其可缩小性好、存储密度高、功耗低、读写快、反复操作耐受力强、数据保持时间长以及与现代半导体CMOS工艺兼容性好等优点，从而成为新一代非挥发性存储器的研究热点。

另一方面，在透明显示技术领域，透明显示器要求所有的器件和电极都可以透过可见光，其中就包括存储器件。如阻变存储器应用在透明显示设备中，则要求电极层、阻变层及衬底均要为透明材料。虽然目前也有一些透明存储器件，但这些存储器的透光率较低，最高仅为80%左右，人们希望开发出有更好透光性能的透明存储器件以满足技术不断发展的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的具有较高透光性能的透明阻变存储器及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：本发明所提供的透明阻变存储器，是在透明衬底上依次集成有下电极层、阻变层和上电极层，所述下电极层和上电极层为非晶的铟镓锌氧化物薄膜，所述阻变层为非晶的氧化镓薄膜。

沉积所述氧化镓薄膜所用靶材为三氧化二镓靶材。

所述透明衬底为石英玻璃、聚乙烯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺中的任意一种。

所述铟镓锌氧化物薄膜的厚度为50‐1000nm，所述氧化镓薄膜的厚度为3‐500nm。

优选的，所述铟镓锌氧化物薄膜的厚度为100‐200nm，所述氧化镓薄膜的厚度为20‐200nm。

本发明同时提供了所述透明阻变存储器的制备方法，包括如下步骤：

a）将上电极层、下电极层的靶材和阻变层的靶材固定在进行射频磁控溅射的制膜系统生长室的靶台上，将透明衬底进行预处理后，固定在生长室的衬底台上；

b）将生长室抽真空至2.0×10^‐4Pa，然后通入氩气，启动射频发射器使生长室内起辉后调节气压稳定在0.5Pa，然后将衬底加热并保持在20‐450℃，以10‐200W的溅射功率预溅射10min后，在透明衬底上沉积作为下电极层的铟镓锌氧化物薄膜；

c）下电极层制备完毕后，将生长室抽真空至5.0×10^‐4Pa，然后通入氩气，启动射频发射器使生长室内起辉后调节气压稳定在3Pa，然后以10‐150W的溅射功率预溅射10分钟后，在所述下电极层上沉积作为阻变层的氧化镓薄膜；

d）阻变层制备完毕后，在所述阻变层上放置金属制掩膜版，将生长室再次抽真空至2.0×10^‐4Pa，然后通入氩气，启动射频发射器使生长室内起辉后调节气压稳定在0.5Pa，然后以与步骤b）同样的溅射功率，在所述阻变层上沉积作为上电极层的铟镓锌氧化物薄膜。

所述铟镓锌氧化物薄膜的沉积速率为0.5‐10nm/min，所述氧化镓薄膜的沉积速率为0.8‐2.0nm/min。

所述金属掩膜版具直径为0.1‐0.3mm的圆形孔洞。

步骤b）、c）和d）所通入的氩气流量均为50sccm。

本发明所提供的透明阻变存储器，具有良好的透光性，其在可见光波段范围内的透光率均在76%以上，最高可达92%左右。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、上电极层，2、下电极层，3、阻变层，4、衬底。

图2为本发明实施例1的电压—电流特性。

图3为本发明实施例1的透光率测量图。

图4为本发明实施例1的X‐射线衍射测量图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详述。

实施例1：

a）材料预处理：将石英玻璃衬底放入丙酮中用超声波清洗10min，然后放入酒精中用超声波清洗10min，最后放入去离子水中用超声波清洗5min，备用。