[发明专利]一种透明多值非易失阻变存储单元及其制备方法

权利要求书

1.一种透明多值非易失阻变存储单元，其特征在于：由底电极、铁电单晶层、阻变层和顶电极组成；底电极制备在铁电单晶层的下表面；铁电单晶层的上表面制备有掺Cr的In₂O₃薄膜作为阻变层；阻变层的上表面制备有两个顶电极作为电阻状态的读取电极；电阻状态的写入电极由底电极和其中一个顶电极构成。

2.如权利要求1所述的一种透明多值非易失阻变存储单元，其特征在于：电极的厚度为0.01～10μm，电极材料由透明导电金属化合物(氧化铟锡、铝掺杂的氧化锌等)制成，顶电极的形状可选用叉指或条形。

3.如权利要求1所述的一种透明多值非易失阻变存储单元，其特征在于：铁电单晶为BaTiO₃、Ba_xSr_1-xTiO₃或(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-xPbTiO₃(其中0＜x＜1)单晶基片，基片为双面抛光，表面为(111)面，厚度为0.1～0.6mm。

4.如权利要求1所述的一种透明多值非易失阻变存储单元，其特征在于：掺Cr的In₂O₃薄膜中Cr的质量分数为0.1％～10％，厚度为10～70nm。

5.如权利要求1所述的一种透明多值非易失阻变存储单元的制备方法，其步骤如下：

(1)清洗铁电单晶基片

依次使用丙酮、乙醇和去离子水对铁电单晶基片进行超声清洗，或者使用等离子清洗机进行清洗，使单晶基片表面无污染；

(2)沉积掺Cr的In₂O₃薄膜作为阻变层

运用脉冲激光沉积技术，选择高纯度的掺Cr的In₂O₃作为靶材料，在铁电单晶基片上沉积掺Cr的In₂O₃薄膜；靶材与基片的间距为50～70mm，沉积腔内的氧分压为0.05～1Pa，铁电单晶基片温度为650～750℃，激光的频率为1～10Hz；

(3)制备电极得到存储单元

采用真空镀膜、磁控溅射或脉冲激光沉积的方法制备电极。底电极覆盖在铁电单晶基片的下表面，顶电极制备在掺Cr的In₂O₃薄膜表面。电阻状态的读取电极由两个顶电极构成，并连接到外部的电阻测量元件上。电阻状态的写入电极由底电极和其中一个顶电极构成，并连接到外部的电压输出元器件上。