[发明专利]一种基于多铁异质结构的阻变存储器

说明书

本发明提供了一种基于多铁异质结构的阻变存储器，所述阻变存储器包括：衬底；设置在所述衬底上的铁磁底电极层；设置在所述铁磁底电极层背离所述衬底一侧的铁电势垒层，其中，所述铁电势垒层部分覆盖所述铁磁底电极层；设置在所述铁电势垒层背离所述铁磁底电极层一侧的铁磁顶电极层，其中，所述铁磁顶电极层的面积和所述铁电势垒层的面积相同；设置在所述铁磁底电极层上，且包围所述铁电势垒层的侧壁和所述铁磁顶电极层的侧壁的绝缘层；设置在所述铁磁顶电极层背离所述铁电势垒层一侧的接触电极引线层。该存储器具有写入速度快、写入电流密度低和具有多个非挥发存储状态的特点。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，更具体地说，涉及一种基于多铁异质结构的阻变存储器。

背景技术

现代的存储器正在往密度高、速度快、能耗小和安全可靠的方面发展，但是追求高密度特性就需要不断缩小晶体管的尺寸，当缩小至纳米尺寸时就会出现诸多量子效应，如量子隧穿等，此时传统硅基半导体器件将达到物理和技术极限，因此人们需要开发新型的多功能材料及其信息存储和处理技术。

闪存和硬盘是现在使用的非挥发存储器件，写入速度较慢，在10微秒甚至毫秒量级。作为下一代新型存储器件，相变存储器和基于铁磁隧道结的磁阻存储器，都面临着写入电流密度大和写入速度慢的问题。而铁电材料由于具有快速的、低能耗的、保持特性好的的铁电极化翻转，被认为是能够同时获得快速和低写入电流密度的存储媒介。但是基于铁电的铁电随机存储器仍然使用电荷作为存储媒介，为破坏性读取，难以小型化。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种基于多铁异质结构的阻变存储器，技术方案如下：

一种基于多铁异质结构的阻变存储器，所述阻变存储器包括：

衬底；

设置在所述衬底上的铁磁底电极层；

设置在所述铁磁底电极层背离所述衬底一侧的铁电势垒层，其中，所述铁电势垒层部分覆盖所述铁磁底电极层；

设置在所述铁电势垒层背离所述铁磁底电极层一侧的铁磁顶电极层，其中，所述铁磁顶电极层的面积和所述铁电势垒层的面积相同；

设置在所述铁磁底电极层上，且包围所述铁电势垒层的侧壁和所述铁磁顶电极层的侧壁的绝缘层；

设置在所述铁磁顶电极层背离所述铁电势垒层一侧的接触电极引线层。

优选的，所述衬底的材料为SrTiO₃材料或Al₂O₃材料或SiC材料或Si材料。

优选的，所述铁磁底电极层的材料为La_1-xSr_xMnO₃材料或La_1-xCa_xMnO₃材料，其中，0＜x＜1；

或Fe₃O₄材料或Fe材料或Co材料或Ni材料或Co_xFe_0.8-xB_0.2材料，其中0＜x＜0.8。

优选的，所述铁磁顶电极层的材料为La_1-xSr_xMnO₃材料或La_1-xCa_xMnO₃材料，其中，0＜x＜1；

或Fe₃O₄材料或Fe材料或Co材料或Ni材料或Co_xFe_0.8-xB_0.2材料，其中0＜x＜0.8。