[发明专利]一种基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件及其制造方法

权利要求书

1.一种基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件，其特征在于：所述1S1R器件从下至上依次包括底电极层、阻变层、转换层和顶电极层，其中：所述底电极层为FTO、ITO、ZTO或TiN材料中的任一种，所述阻变层为氧化锆薄膜材料，所述转换层为氧化铌薄膜材料，所述顶电极层为Pt薄膜材料，所述的氧化铌为NbO_x。

2.根据权利要求1所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件，其特征在于：所述的氧化铌为五氧化二铌。

3.根据权利要求1或2所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件，其特征在于：所述底电极层的厚度为100～300nm，所述阻变层的厚度为15～30nm，所述转换层的厚度为30～80nm，所述顶电极层的厚度为50～300nm。

4.根据权利要求1或2所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件，其特征在于：所述底电极层、阻变层、转换层和顶电极层的形状为矩形、正方形或圆形，所述矩形或正方形的边长为100nm～100μm，所述圆形的直径为100nm～100μm。

5.根据权利要求4所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件，其特征在于：所述底电极层的边长为400nm～4μm；所述阻变层、转换层和顶电极层的边长为100nm～4μm。

6.根据权利要求4所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件，其特征在于：所述底电极层、阻变层、转换层和顶电极层的形状为正方形，边长为0.4μm～4μm。

7.一种制备权利要求1或2所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件的方法，其特征在于：所述方法包含如下步骤：

(1)对带有底电极的载膜基材表面进行预处理；

(2)利用磁控溅射技术在底电极表面依次沉积氧化锆薄膜阻变层、氧化铌薄膜转换层和金属铂顶电极层，制得所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件。

8.根据权利要求7所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的阻变层、转换层和顶电极层的具体制备工艺如下：

(a)在磁控溅射设备上分别安装陶瓷氧化锆靶、陶瓷五氧化二铌靶和金属铂靶，以氩气为惰性气体通入磁控溅射设备的真空室内；

(b)制备阻变层：开启磁控溅射电源，控制真空室内的系统压力为4Torr、温度为300K，在功率为100～140W条件下，在底电极表面沉积氧化锆薄膜阻变层，沉积时间为300～600s，沉积完毕后，关闭磁控溅射电源；

(c)制备转换层：开启磁控溅射电源，控制真空室内的系统压力为4Torr、温度为300K，在功率为100～140W条件下，在氧化锆阻变层表面沉积氧化铌转换层，沉积时间为600～1600s，沉积完毕后，关闭磁控溅射电源；

(d)制备顶电极层：开启磁控溅射电源，控制真空室内的系统压力为4Torr、温度为300K，在功率为80～120W的条件下，在氧化铌转换层表面沉积金属铂顶电极层，沉积时间为200～1200s，沉积完毕后，关闭磁控溅射电源，冷却至室温，即制得本发明所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件。

9.根据根据权利要求8所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件的方法，其特征在于：步骤(b)、步骤(c)中采用的磁控溅射为射频磁控溅射，步骤(d)中采用的磁控溅射为直流磁控溅射。

10.根据根据权利要求7～9任一项所述的基于氧化铌选通管和氧化锆阻变层的1S1R器件的方法，其特征在于：所述底电极层的厚度为100～300nm，所述阻变层的厚度为15～30nm，所述转换层的厚度为30～80nm，所述顶电极层的厚度为50～300nm。