[发明专利]以纳米遮蔽层进行定位等离子处理的阻变存储器制备方法

权利要求书

1.以纳米遮蔽层进行定位等离子处理的阻变存储器制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)制作层叠设置的底电极和阻变材料层，其中底电极在阻变材料层的下方；

2)在阻变材料层的上表面制备一层纳米遮蔽层，所述纳米遮蔽层中具有层阵列设置的纳米尺寸间隙，所述纳米尺寸间隙的密度与等离子处理工艺参数相匹配，使得所述纳米尺寸间隙形成供等离子处理时，经由表面等离子处理产生的离子流作用的定位通道；

3)对纳米遮蔽层阵列中纳米尺寸间隙下的阻变材料层进行外部表面氩气等离子处理，形成沿阻变材料层厚度方向延伸的氧空位聚集作用。

2.根据权利要求1所述的以纳米遮蔽层进行定位等离子处理的阻变存储器制备方法，其特征在于：在步骤3之后还包括步骤4、5：

4)用HF酸和盐酸的混合溶液清洗去除所述纳米遮蔽层；

5)将去除纳米遮蔽层后的阻变材料层进行氮气气氛退火，以活化氧空位，在阻变材料层中形成以氧空位为基础的第一导电丝，所述第一导电丝沿着第一阻变材料层的厚度方向延伸。

3.根据权利要求2所述的以纳米遮蔽层进行定位等离子处理的阻变存储器制备方法，其特征在于：在步骤5之后，还包括步骤6、7和8：

6)在阻变材料层的上表面再制备一层第二阻变材料层；

7)在第二阻变材料层的上表面制备一层第二纳米遮蔽层，所述第二纳米遮蔽层中具有层阵列设置的纳米尺寸间隙，所述纳米尺寸间隙的密度与等离子处理工艺参数相匹配，使得所述纳米尺寸间隙形成供等离子处理时，经由表面等离子处理产生的离子流作用的的第二定位通道；

8)对第二纳米遮蔽层阵列中纳米尺寸间隙下的第二阻变材料层进行表面氩气等离子处理，形成沿阻变材料层厚度方向延伸的氧空位聚集作用。

4.根据权利要求3所述的以纳米遮蔽层进行定位等离子处理的阻变存储器制备方法，其特征在于：在步骤8之后还包括步骤9、10和11：

9)用HF酸和盐酸的混合溶液清洗去除所述第二纳米遮蔽层；

10)将去第二除纳米遮蔽层后的第二阻变材料层进行氮气气氛退火，以活化氧空位；在第二阻变材料层中形成以氧空位为基础的第二导电丝，所述第二导电丝沿着第二阻变材料层的厚度方向延伸，并且与第一阻变层中的导电丝保持连接；

11)在第二阻变材料层的上表面制备顶电极，并使导电丝连接阻变存储器的顶电极和底电极。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的以纳米遮蔽层进行定位等离子处理的阻变存储器制备方法，其特征在于：所述等离子处理方式包括表面氩气等离子处理，所述等离子产生方式包括平板电容耦合射频等离子体装置。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的以纳米遮蔽层进行定位等离子处理的阻变存储器制备方法，其特征在于：所述纳米遮蔽层包括经由阳极氧化生成的氧化铝纳米管阵列或经由液相沉积法生成的SiO₂纳米球阵列；其中氧化铝纳米管即为所述定位通道，而2X2个SiO₂纳米球之间包围形成的间隙构成所述定位通道。

7.根据权利要求6所述的以纳米遮蔽层进行定位等离子处理的阻变存储器制备方法，其特征在于：所述经由阳极氧化生成的氧化铝纳米管阵列具体的制作步骤为：

①采用直流溅射工艺在阻变材料层的上表面沉积高纯度的金属铝层；

②将金属铝层在硫酸和草酸混合的电解液中使用直流电压进行电化学反应；

③将反应后的金属铝层浸入在鉻酸及磷酸的混合液中，移除表层的阳极氧化铝；

④进行第二阶段的阳极处理以形成规则的阳极氧化铝纳米管矩阵以形成所述纳米遮蔽层。