[发明专利]一种抑制银导电通道过量生长的阻变存储器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抑制银导电通道过量生长的阻变存储器及其制备方法，包括底电极，电阻转变层，银的固体电解质材料缓冲层，顶电极，所述电阻转变层设在底电极上；所述的银的固体电解质材料缓冲层设在电阻转变层上；所述的顶电极设在银的固体电解质材料缓冲层上；本发明的制备方法简易，批量生产成本低；本发明制备的器件减小操作电压，而且抑制开启时通道过量生长，提高产出量，提升循环均一性，该器件可以应用于阻变式存储器领域和人工神经网络领域。

技术领域

本发明属于微电子器件领域，涉及阻变存储器，具体涉及一种抑制银导电通道过量生长的高性能阻变存储器及其制备方法。

背景技术

在当今信息爆炸的数字化时代中，人们的生产和生活已经离不开高密度、高速度的存储器。目前主流的商用非挥发性存储器主要包括磁存储器、光盘存储器和闪存(Flash)存储器。磁存储器具有容量大、价格低的优势，然而其工作过程需要磁盘旋转，机械结构比较复杂，读写速度也较慢。光盘存储器缺点与磁存储器类似，存在工作时盘片需要旋转、机械结构复杂的弊端。闪存具有存储容量较大、读写速度较快、无复杂机械结构的优点，但基于传统浮栅结构的闪存存储器已经接近其物理极限，随着工艺尺寸不断减小而出现的漏电流等一系列问题的制约，无法满足未来商业存储器的应用要求。阻变式存储器以其操作电压低、功耗小、擦写速度快、循环寿命长、保持时间长、结构简单、与传统CMOS(互补式金属氧化物半导体)工艺兼容性好等优点被寄希望成为下一代非易失性存储器。

阻变存储器的的工作原理为在阻变介质层两端加上不同电压，使得阻变介质的电阻值，在高组态和低阻态之间相互转变。目前，各种材料的阻变存储器已经应运而生，然而主流的阻变存储器在开启(set)过程中，由于寄生电容，导致导电细丝过生长，进一步导致器件随机性大；器件的电学均一性不好，难于大面积集成。优化存储器性能参数也是存储器科研工作者的主要工作内容之一。公开号为CN101068038A，发明名称为：在下电极上具有缓冲层的可变电阻存储器件的专利中提到的插入氧化物缓冲层对氧化物阻变存储器进行性能提升，但只是适用于氧化物材料，并不能为其他材料的阻变存储器所应用。

目前，基于银导电通道的阻变存储器广受大家关注，但这类阻变存储器仍然还面临开启(set)过程寄生电容的影响，导致器件随机性大、产出率低；器件的电学均一性不好；器件耐受性降低；也对外围控制设计增加很大难度，难于大面积集成。

发明内容

为了克服以上问题，本发明专利提供一种抑制银导电通道过量生长的高性能阻变存储器及其制备方法。在基于银迁移的阻变存储器中，我们选择银的固态电解质材料银铟锑碲(AgInSbTe)做缓冲层，利用其固态电解质具有单质Ag激活能低，Ag离子迁移率高，热导系数较低的性质，不仅降低了操作电压，特别是初始化(forming)电压，很大程度的提高了器件的产出率；而且使寄生电容导致的电流过冲、导电通道过生长转移到银的固体电解质材料缓冲层，消除了寄生电容基于银迁移的阻变器件电学性能的影响，此外，银的固体电解质材料缓冲层具有低的热传导系数,有助于集中关闭(reset)过程的焦耳热，提升了器件的循环中的均一性，得到可观的器件耐受性(>10⁶)。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：