[发明专利]一种双氧化层RRAM及其制备方法

权利要求书

1.一种双氧化层RRAM，其特征在于，包括由上至下层叠设置的顶电极层，阻变氧化层和基底；

所述顶电极层包括若干阵列在阻变氧化层上的顶电极，所述顶电极在远离阻变氧化层的表面设有保护层；所述阻变氧化层为双层金属氧化层；所述基底包括层叠设置的上层的底电极层和下层的绝缘层。

2.根据权利要求1所述的一种双氧化层RRAM，其特征在于，所述保护层为金属铝薄膜层、金属钛薄膜层或金属钨薄膜层中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种双氧化层RRAM，其特征在于，所述顶电极为圆柱形金属镍薄膜层或氮化钛薄膜层，厚度为30～80nm。

4.根据权利要求3所述的一种双氧化层RRAM，其特征在于，所述阻变氧化层的双层金属氧化层为上层的氧化铪薄膜层和下层的氧化铟薄膜层，厚度为分别为5～80nm。

5.根据权利要求1所述的一种双氧化层RRAM，其特征在于，所述底电极层为金属铂薄膜层或硅薄膜层，厚度为50～150nm。

6.根据权利要求1所述的一种双氧化层RRAM，其特征在于，所述绝缘层采用层叠设置的三层结构，包括由上至下设置的钛薄膜层/二氧化硅薄膜层/硅薄膜层。

7.制备如权利要求1-6任一项所述的双氧化层RRAM的方法，包括如下步骤：

a)基底清洗；

将基底依次浸入去离子水、无水乙醇、去离子水中，分别进行超声清洗；第三次超声清洗后，用去离子水冲洗基底并用氮气吹干；

b)制备阻变氧化层；

取硝酸铟水合物InN₃O₉.xH₂O配置成0.13～0.21mol/L的In₂O₃前驱体溶液；将配置好的In₂O₃前驱体溶液滴加在底电极层上，进行旋涂，完毕后，进行退火至溶液凝固成膜，制得In₂O₃薄膜层，

取氧氯化铪八水合物HfOCl₂.8(H₂O)溶于乙二醇甲醚中配置成0.2～0.5mol/L的HfO₂前驱体溶液；将配置好的HfO₂前驱体溶液搅拌均匀，然后静置老化，将老化后的HfO₂前驱体溶液滴加In₂O₃薄膜层上，进行旋涂，旋涂完毕后，进行退火至溶液凝固成膜，制得HfO₂薄膜层；

c)制备顶电极层；

通过蒸发镀膜法将颗粒或粉末状的上电极材料镀制在阻变氧化层上，形成上电极层；

d)制备保护层；

通过蒸发镀膜法将颗粒状的金属保护层材料镀制在上电极层中各上电极远离阻变氧化层的表面上，制得基于铝氧化物的RRAM。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

步骤a)中，在进行超声清洗后于真空环境下再对基底进行表面等离子清洗，所述表面等离子清洗过程时间需持续至少35min，完成表面等离子清洗后10min内进行阻变氧化层制备。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述In₂O₃前驱体溶液通过聚醚砜树脂材质滤嘴的注射器滴加在底电极层上；制得In₂O₃薄膜层退火温度为150～350℃，退火时间不超过1h。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤b)中，将配置好的HfO₂前驱体溶液进行水浴环境搅拌，水浴温度为50～80℃，搅拌时间不超过2.5h，制得HfO₂薄膜层时退火温度为150～350℃，退火时间不超过1h。