[发明专利]一种基于硫化钨纳米片的阻变存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种阻变存储器，其特征在于，其结构从下到上依次包括Pt衬底、在所述Pt衬底上形成的第一ZrO₂阻变层、在所述第一ZrO₂阻变层上形成的WS₂纳米片介质层、在所述WS₂纳米片介质层上形成的第二ZrO₂阻变层以及在所述第二ZrO₂阻变层上形成的Ag电极层；所述WS₂纳米片介质层的厚度为10~100nm；所述第一ZrO₂阻变层和第二ZrO₂阻变层的厚度均为5~50nm。

2.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，所述Ag电极层由若干均匀分布在第二ZrO₂阻变层上的直径为80~300μm的圆形电极构成。

3.根据权利要求2所述的阻变存储器，其特征在于，所述圆形电极的厚度为50~200nm。

4.一种阻变存储器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将Pt衬底依次在丙酮、酒精和去离子水中用超声波清洗，取出后用N₂吹干；

（b）将干燥洁净的Pt衬底固定到磁控溅射设备腔体的衬底台上，并将腔体抽真空至1×10^-4~6×10^-4Pa，向腔体内通入流量为20~75sccm的Ar和10~40sccm的O₂，调整接口阀使腔体内的压强维持在1~6Pa，打开控制ZrO₂靶材起辉的射频源，调整射频源功率为60~100W，使ZrO₂靶材起辉，预溅射1~5min；之后正式溅射10~30min，在Pt衬底上形成了第一ZrO₂阻变层；

（c）将形成有第一ZrO₂阻变层的Pt衬底置于甩胶机的托盘上，用针管吸取WS₂溶液滴加到衬底上，设置转速为300~2000 r/min，使WS₂溶液在Pt衬底上甩匀，之后使WS₂溶液自然蒸发，即形成了层状的WS₂纳米片介质层；

（d）将形成有第一ZrO₂阻变层和WS₂纳米片介质层的Pt衬底固定到磁控溅射设备腔体的衬底台上，并将腔体抽真空至1×10^-4~6×10^-4Pa，向腔体内通入流量为20~75sccm的Ar和10~40sccm的O₂，调整接口阀使腔体内的压强维持在1~6Pa，打开控制ZrO₂靶材起辉的射频源，调整射频源功率为60~100W，使ZrO₂靶材起辉，预溅射1~5min；之后正式溅射10~30min，在WS₂纳米片介质层上形成了第二ZrO₂阻变层；

（e）在形成有第一ZrO₂阻变层、WS₂纳米片介质层和第二ZrO₂阻变层的Pt衬底上放置掩膜版，将腔体抽真空至1×10^-4~4×10^-4Pa，向腔体内通入流量为20~30sccm的Ar，调整接口阀使腔体内的压强维持1~6Pa，打开控制Ag靶材起辉的直流源，调整直流源功率为8~11W，使Ag靶材起辉，预溅射4~6min；之后正式溅射6~10min，在第二ZrO₂阻变层上形成Ag电极层。

5.根据权利要求4所述的阻变存储器的制备方法，其特征在于，步骤（b）中的第一ZrO₂阻变层和步骤（d）中的第二ZrO₂阻变层的厚度均为5~50nm。

6.根据权利要求4所述的基于氧化锌的忆阻器的制备方法，其特征在于，步骤（c）中，所述WS₂溶液是将WS₂溶于乙醇溶液并充分混合制成，WS₂:乙醇溶液= 1mg : 1mL；所述WS₂纳米片介质层的厚度为10~100nm。