[发明专利]一种写入电压可调的非易失性阻变存储器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种写入电压可调的非易失性阻变存储器及其制备方法，属于阻变存储器件领域。该存储器件包括：衬底、底电极、阻变功能层和顶电极。所述阻变功能层为通过旋涂两种聚合物混合溶液制备的表面含有纳米孔洞的有机聚合物薄膜。通过改变混合溶液的旋涂条件，能够实现薄膜孔洞尺寸可调，进而实现器件写入电压的精确调控。本发明的存储器件结构简单、易于加工，展现出非易失性存储特性且能够实现对写入电压进行精确调控，在信息存储领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及新型半导体存储器技术领域，具体地说，涉及一种写入电压可调的非易失性阻变存储器及其制备方法。

背景技术

近年来，信息技术的快速发展和多媒体应用的“爆炸式”增长对数据存储有了更高的要求。因此，获得性能优良、价格低廉的存储器件来实现对海量数据的存储成为了人们的追求。其中，阻变存储器因其具有简单的“三明治”结构、存储密度高、设计性强和低能耗等优点受到了科研工作者的广泛关注。

存储器按照其存储类型的不同可以划分为易失性存储与非易失性存储，其中易失性存储在器件断电后会丢失掉已存储的数据，而非易失性存储则不会因为器件的断电而丢失已经存储的数据。非易失性存储主要包括一次写入多次读取(WORM)和闪存(Flash)即可重复擦写(Rewritable)两类。其中，非易失性Flash存储器因其可重复性擦写特性在大数据时代具有显著地优势。但到目前为止，Flash型阻变存储器的写入电压大多较大，其写入电压受其材料与结构的限制，只能是一个固定的值，无法根据目标需求而调整存储器的写入电压。因此现有的非易失性存储器很难满足未来信息存储领域对存储器超低功耗、多功能智能存储的要求，限制了其在工业化应用中的发展。

申请号为201510271467.4，发明名称为“低形成电压的阻变存储器及其制备方法”，该专利中的存储器虽然具备低功耗写入电阻的功能，但是制备工艺复杂，制备成本高，而且不能够实现对写入电压的精确调控。

所以，设计一种制备工艺简单、低成本、且能够实现对写入电压进行精确调控的Flash型存储器件成为当前信息技术发展中一个亟需解决的问题。

发明内容

鉴于传统存储器所具有的缺陷和不足，本发明的目的在于提供了一种写入电压可调的非易失性阻变存储器及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种写入电压可调的非易失性阻变存储器，其采用氧化铟锡(ITO)导电薄膜作为底电极；通过旋涂两种聚合物的混合溶液在底电极上制备表面含纳米孔洞且孔洞尺寸可调的的阻变功能层薄膜；蒸镀金属铝(Al)作为顶电极。阻变功能层的制备方法是将聚合物的混合溶液旋涂于底电极上，然后置于环己烷溶剂中刻蚀，即可得到表面含纳米孔洞的阻变功能层薄膜，通过控制旋涂仪的转数来实现对阻变功能层薄膜表面纳米孔洞尺寸的调控；通过对阻变功能层薄膜表面纳米孔洞尺寸的调控，实现对存储器写入电压的精确调控。

一种写入电压可调的非易失性阻变存储器，通过以下方法制备，具体步骤如下：

a)Glass/ITO(衬底/底电极)的清洁处理；

b)阻变功能层制备：采用混合溶液旋涂法制备表面含纳米孔洞的有机聚合物薄膜；

c)顶电极制备：真空蒸镀金属铝作为顶电极。

d)采用上述步骤制备出的写入电压可调的非易失性阻变存储器，利用半导体测试仪，测试所得的阻变存储器。

进一步的技术方案，所述的步骤a)中Glass/ITO(衬底/底电极)的清洁处理是将其依次在去离子水、乙醇、丙酮、去离子水中，分别超声15-20min，用高纯氮气吹干；最后将衬底放入氧气等离子体清洗机中处理3-5min。