[发明专利]一种自整流忆阻器、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种自整流忆阻器的制备方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

（1）在底部电极表面沉积氧化物阻变层，该氧化物阻变层中掺杂至少一种金属，且金属均匀地掺杂在氧化物的内部，使阻变层成为一个整体层；所述氧化物阻变层采用磁控共溅射方法沉积，在沉积氧化物的同时掺杂所述金属，掺杂金属的靶材能够形成的金属的厚度为氧化物阻变层厚度的7%-17%；

（2）在阻变层表面沉积与底部电极材料不同的顶部电极，得到所述自整流忆阻器。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属为铜、钽、钛、镍、钨、铪、铌、钇、锌、钴、铝、锗和锆中的至少一种；所述氧化物为氧化铌、氧化钛、氧化钨、氧化锌、氧化铪和氧化铜中的一种。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述采用磁控共溅射方法沉积氧化物阻变层的过程，具体为：在真空环境下，向放置有底部电极的腔体中通入工作气体和氧气，工作气体和氧气的气流量之比为12:2-12:8，溅射气压为2-3 mTorr，待氧化的靶材的溅射功率为90-150 W，溅射时间为7-15分钟；待掺杂的金属靶材的溅射功率为21-27 W，溅射时间为7-15分钟。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述采用磁控共溅射方法沉积氧化物阻变层的过程，具体为：在真空环境下，向放置有底部电极的腔体中通入氩气和氧气，氩气和氧气的气流量之比为12:6，溅射气压为2 mTorr，待氧化的铌靶材的溅射功率为138 W，溅射时间为10分钟；待掺杂的铜金属靶材的溅射功率为24 W，溅射时间为10分钟。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述顶部电极的功函数高于所述底部电极的功函数。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述底部电极为氮化钛或叠层，该叠层为金属钨和氮化钛的叠层，所述顶部电极为钯、铂中的至少一种。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述底部电极为氮化钛或叠层，该叠层为金属钨和氮化钛的叠层，所述顶部电极为钯、铂中的至少一种。

8.如权利要求7所述的自整流忆阻器，其特征在于，掺杂金属的靶材能够形成的金属的厚度为氧化物阻变层厚度的12.8%。

9.一种权利要求7-8任一项所述的自整流忆阻器在神经网络领域的应用，其特征在于，利用所述自整流忆阻器形成交叉开关阵列结构，从而实现抑制该交叉开关阵列结构中的潜行电流。