[发明专利]一种钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子材料技术领域，具体涉及一种钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的制备方法。

背景技术

随着便携式个人设备的逐渐普及，非挥发性存储器在半导体行业中扮演着越来越重要的角色。电阻存储器因结构简单，存储密度高，生产成本低，与传统CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺兼容性好等优势而受到广泛的关注，有望成为下一代通用存储器。氧化镍是一种典型的P型半导体，以空穴导电为主。它还是一种宽禁带半导体，其禁带宽度为3.5～3.7eV。氧化镍因成分简单，重复性好等优点而被广泛研究。本专利主要研究了Ti掺杂后的氧化镍薄膜的电阻反转特性，优化其稳定性和可靠性对阻变存储器的发展极为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的制备方法，用于在氧化锡电极上制备钛掺杂的氧化镍电阻随机存储器薄膜的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将醋酸镍和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中搅拌5～6h后加入丙烯酸，继续搅拌1～2h，搅拌结束后陈化20～24h，得到氧化镍溶胶；

步骤2，在室温下将钛酸丁酯和无水乙醇混合搅拌10～12h，然后加入到步骤1得到的氧化镍溶胶中，搅拌1.5～2h，搅拌结束后陈化10～12h得到钛掺杂的氧化镍溶胶；采用浸渍提拉法在二氧化锡基板上进行薄膜提拉，将提拉制得的薄膜在室温下进行干燥，得到钛掺杂的氧化镍薄膜；

步骤3，将步骤2得到的钛掺杂的氧化镍薄膜在500℃下进行热处理，最后使用溅射仪对其进行顶电极的制备，即得到钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜。

本发明的特点还在于，

步骤1中醋酸镍、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩尔比为1：1：1：24～26。

步骤2中钛酸丁酯与无水乙醇体积比为1：0.02～0.08。

步骤2中氧化镍与钛的摩尔浓度比为1：0.02～0.08。

步骤3中顶电极制备的具体操作方法为：打开溅射仪，将热处理后的钛掺杂的氧化镍薄膜放入，固定好掩膜板，然后打开溅射仪电源，进行抽气，当真空度达到1×10^-3Pa后可对其进行顶电极的溅射；溅射靶材为Pt，纯度为99.9%，溅射时间为10～15min。

本发明的有益效果是，本发明钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的制备方法，简便、易行；与常用的半导体薄膜的制备技术相比，这种溶胶-凝胶方法因为不需要复杂、昂贵的设备，工艺参数易于控制，能大大地降低生产成本，并能制备大面积薄膜；在进行氧化镍薄膜的掺杂时，掺杂工艺简单、定量准确。

附图说明

图1是实施例1制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的原子力显微镜微观形貌图；

图2是实施例2制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的原子力显微镜微观形貌图；

图3是实施例3制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的原子力显微镜微观形貌图；

图4是实施例4制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的原子力显微镜微观形貌图；

图5是实施例1～4制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的透过率光谱图；

图6是实施例1～4制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的反射率光谱图；

图7是实施例1～4制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的光学带隙图；

图8是实施例1～4制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的Ni2p光电子图谱；

图9是实施例1～4制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的Ti2p光电子图谱；

图10是实施例1制备得到的钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的Pt/NiO：Ti/ATO异质结I-V曲线图；

图11是实施例5制备得到的未掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的Pt/NiO/ATO异质结I-V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。

本发明钛掺杂氧化镍电阻存储器薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将醋酸镍和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中搅拌5～6h后加入丙烯酸，继续搅拌1～2h，搅拌结束后陈化20～24h，得到氧化镍溶胶；

醋酸镍、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩尔比为1：1：1：24～26；