[发明专利]一种阻变存储器件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种阻变存储器件及其制造方法，该阻变存储器件包括下电极、固态电解液、上电极的三明治结构，其中固态电解液包括两层固态电解液，其中一层固态电解液中包括采用电学初始化的方法形成导电细丝。本发明的阻变存储器制备方法简单、器件工作时不同电阻状态一致性好，器件可靠性高，是下一代非易失性存储器的有力竞争者。

技术领域

本发明涉及一种存储器件，具体为一种阻变存储器件及其制造方法。

背景技术

非挥发性存储器是能实现断电保存信息的一种半导体存储器件。非挥发性存储器在当前的电子产品中有着广泛的应用，如手机、个人电子助理(PDA)、 IC卡等。半导体器件尺寸不断地缩小，使得集成电路的设计朝着片上系统集成 (SOC)的方向发展，而实现SOC的一个关键技术就是低功耗、高密度、存取速度快的片上存储器的集成。非挥发性存储器无需持续供电的特性使它成为未来SOC大规模片上集成存储器的天然候选。由于现在主流的非挥发性存储器(浮栅闪速存储器)还无法满足SOC片上超大规模集成度的要求，新型非挥发性存储器的开发成为了当前研究的热点。在众多新型的非挥性发存储器当中，阻变存储器的器件尺寸在理论上可以近乎无限制地缩小，因此能达到很高的集成度高。此外，阻变存储器还具有器件制造工艺简单，工作电压低等优势。

如图1所示阻变存储器的基本结构，为下电极1、阻变材料层2、上电极 3，对于导电细丝型阻变器件，一般上电极为活性电极Cu或Ag，阻变材料层2 为固态电解液，下电极为惰性电极例如Pt等，在后续的set操作过程中会产生如图2所示的导电细丝4，由于导电细丝的产生和断裂是随机的，因此造成阻变存储器高阻态和低阻态极其的不稳定，也就是高阻态和低阻态的波动是非常大的，这不利于外围电路区分电阻状态而且不利于器件的可靠性。。

发明内容

本发明提出一种阻变存储器件及其方法，该阻变存储器件可以提高器件高低阻状态的一致性，进而提高了阻变存储器件的可靠性。

为达到本发明的技术效果，特采用如下技术方法：

一种阻变存储器件，该阻变存储器包括下电极、阻变材料层、上电极，其特征在于阻变材料层包括第一阻变材料层和第二阻变材料层，第一阻变材料层中包括采用电学初始化的方法形成的导电细丝。

进一步，第一阻变材料层和第二阻变材料层采用不同材料的固态电解液材料。

进一步，下电极为惰性电极，上电极为活性电极。

进一步，所述导电细丝的形成方法为在第一阻变材料层上形成中间电极，然后采用半导体参数分析仪电学forming的方法形成所述导电细丝。

进一步，去除中间电极后在所述第一阻变材料层上形成第二阻变材料层，在第二阻变材料层上形成上电极。

进一步，其特征在于下电极为Pt，上电极为Cu或Ag。

一种阻变存储器件的形成方法，包括以下步骤：

步骤1，形成下电极，接着形成第一阻变材料层，然后形成中间电极；

步骤2，采用半导体参数分析仪在中间电极上施加电压、下电极接地进行初始化操作，也就是forming操作，形成导电细丝；

步骤3，采用干法或者湿法的方式刻蚀去除中间电极；

步骤4，继续形成第二阻变层以及上电极。

进一步，第一阻变材料层和第二阻变材料层采用不同材料的固态电解液材料。

进一步，下电极为Pt，上电极为Cu或Ag。

一种电子设备，可以包括上述任一特征及其各种不同组合所限定的方案而形成的阻变存储器。

本发明的技术方案可以提高存储器件高低阻状态的一致性，提高器件的可靠性。