[发明专利]一种模拟型HfOx

权利要求书

1.一种模拟型HfO_x/HfO_y同质结忆阻器，其特征在于，该同质结忆阻器包括自下而上依次堆叠的下电极层、功能层和上电极层，其中，所述功能层是由HfO_x层与HfO_y层自下而上堆叠形成的HfO_x/HfO_y同质结功能层；对于该HfO_x/HfO_y同质结功能层，1.6x1.8，1.9y2，且所述HfO_x层的厚度大于所述HfO_y层的厚度；

对于所述HfO_x/HfO_y同质结功能层，所述HfO_x层的厚度为8nm～20nm，所述HfO_y层的厚度为2nm～8nm，并且，所述HfO_x层与所述HfO_y层两者的厚度之比为4～2：1。

2.如权利要求1所述模拟型HfO_x/HfO_y同质结忆阻器，其特征在于，对于所述HfO_x/HfO_y同质结功能层，x＝1.72且y＝1.93。

3.如权利要求2所述模拟型HfO_x/HfO_y同质结忆阻器，其特征在于，对于所述HfO_x/HfO_y同质结功能层，所述HfO_x层的厚度为10nm，所述HfO_y层的厚度为4nm。

4.如权利要求1所述模拟型HfO_x/HfO_y同质结忆阻器，其特征在于，所述下电极层所采用的电极材料为Ti、Hf、Ta或Al，所述上电极层所采用的电极材料为Pt或Au。

5.针对如权利要求1－4任意一项所述模拟型HfO_x/HfO_y同质结忆阻器的阻值渐变的调控方法，其特征在于，该调控方法是以如权利要求1－4任意一项所述模拟型HfO_x/HfO_y同质结忆阻器为对象，以量子化电导值对应的阻值即12.9KΩ为界限，利用导电丝形变调控阻值以及导电残丝同电极的间隙势垒调制阻变相结合的调控机制，选取相应的阻值范围以及电脉冲参数调制，实现阻值从小于12.9KΩ至阻值大于12.9KΩ的阻值变化；其中，所述导电丝形变调控阻值的阻值范围在12.9KΩ以下，所述导电残丝同电极的间隙势垒调制阻变的阻值范围在12.9KΩ以上。

6.如权利要求5所述调控方法，其特征在于，所述阻值变化具体是在2KΩ～200KΩ阻值范围内的阻值变化。

7.如权利要求5所述调控方法，其特征在于，在测试时，测试采用直流渐变特性测试或脉冲渐变特性测试，其中：

所述直流渐变特性测试包括如下步骤：

(1)对选定的忆阻器单元进行预形成导电通道处理，首次电操作激活忆阻器单元，氧空位在电场的作用下预形成导电通道；

(2)对该忆阻器单元进行多次双向I/V电压扫描，直至该忆阻器单元出现稳定的负向导通(RESET)、正向导通(SET)电压值及其对应的高低阻态；

(3)对该忆阻器单元进行直流渐变测试，包括正向导通(SET)阻值渐变以及负向导通(RESET)阻值渐变；其中，正向导通(SET)过程中保持操作电压一致，限流逐步增加的连续单向扫描；负向导通(RESET)过程中无需限流，为电压逐步增加的连续单向扫描；

脉冲渐变特性测试包括以下步骤：

(S1)通过直流或脉冲的操作将器件阻值调至期望低阻R_L，并读取相应阻值；然后进行脉冲调制，在忆阻器单元上施加定制的负向导通(RESET)脉冲，对单元施加正向读取电压，将施加一次负向导通(RESET)脉冲过程与一次读取正向电压过程记为抑制(Depression)脉冲的一个周期，施加一定周期的抑制(Depression)脉冲信号后，器件阻值达到饱和，此时的阻值记为R_H；

(S2)在忆阻器单元上施加定制的正向导通(SET)脉冲，随后对单元施加正向读取电压，将施加一次正向导通(SET)脉冲过程与一次读取正向电压过程记为增强(Pretention)脉冲的一个周期，施加一定周期的增强(Pretention)脉冲信号后，器件阻值达到饱和，此时的阻值回到R_L；

(3)重复步骤(S1)、(S2)数次获得器件连续脉冲阻值渐变过程。