[发明专利]一种新型可穿戴存储器及其制备方法

说明书

本发明公开一种新型可穿戴存储器及其制备方法。以第一织物型金属线作为底电极；在所述第一织物型金属线表面包覆一层金属氧化物薄膜，作为阻变功能层；在具有金属氧化物薄膜的第一织物型金属线上缠绕第二织物型金属线作为顶电极，获得新型可穿戴存储器。在电压的激励下，氧化物薄膜中形成氧空位，迁移积累形成导电通道，实现电阻由高阻态向低阻态的转变；在相反的电压下，氧空位导电通道断裂，器件由低阻态转变回高阻态。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种新型可穿戴存储器及其制备方法。

背景技术

近年来，阻变存储器、铁电存储器、相变存储器等非易失性存储器得到飞速发展，芯片的存储密度逐渐增加。其中，阻变存储器具有操作速度快、耐久性强、保持时间长、功耗低、结构简单等优势，具有巨大的应用潜力。

传统的阻变存储器件均基于硅片等硬质基底，难以满足日益增加的可穿戴场景应用需求。织物电子具有耐弯曲、可编织、可穿戴、易于加工、低成本等特点，非常适合于制备成衣物应用在可穿戴的场景。开发具有优异柔韧特性的织物电子成为新的发展浪潮。

织物电子需要以圆柱形的纺线为根本材料，因此常规的功能层加工制备方法难以做到对器件表面的全部覆盖，需要开发适用于这种圆柱形结构的 CMOS兼容工艺方法，才能满足商业化需求。另外，常见的织物电子多基于两根织物的交叉点形成工作区域，这一结构需要占用更多的空间与成本。因此，设计新型结构的织物电子器件刻不容缓。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开一种新型可穿戴存储器制备方法，包括以下步骤：准备第一织物型金属线作为底电极；在所述第一织物型金属线表面包覆一层金属氧化物薄膜，作为阻变功能层；在具有金属氧化物薄膜的第一织物型金属线上缠绕第二织物型金属线作为顶电极，在电压的激励下，金属氧化物薄膜中形成氧空位，迁移积累形成导电通道，实现电阻由高阻态向低阻态的转变；在相反的电压下，氧空位导电通道断裂，器件由低阻态转变回高阻态。

本发明的新型可穿戴存储器制备方法中，优选为，还包括以下步骤：利用原子层沉积技术在器件表面覆盖一层惰性氧化物薄膜作为保护层。

本发明的新型可穿戴存储器制备方法中，优选为，所述第一织物型金属线为Au，Pt，Al，Pd，Ti。

本发明的新型可穿戴存储器制备方法中，优选为，所述金属氧化物薄膜为HfO₂，Al₃O₂，TiO₂，ZrO₂，Ta₅O₂，ZnO，NiO。

本发明的新型可穿戴存储器制备方法中，优选为，所述第二织物型金属线为Al，Ti，Ni，Ag。

本发明还公开一种新型可穿戴存储器，包括：第一织物型金属线，作为底电极；金属氧化物薄膜，包覆在所述第一织物型金属线表面，作为阻变功能层；第二织物型金属线，缠绕在具有金属氧化物薄膜的第一织物型金属线上，作为顶电极，在电压的激励下，金属氧化物薄膜中形成氧空位，迁移积累形成导电通道，实现电阻由高阻态向低阻态的转变；在相反的电压下，氧空位导电通道断裂，器件由低阻态转变回高阻态。

本发明的新型可穿戴存储器中，优选为，所述第一织物型金属线为Au， Pt，Al，Pd，Ti。

本发明的新型可穿戴存储器中，优选为，所述金属氧化物薄膜为HfO₂， Al₃O₂，TiO₂，ZrO₂，Ta₅O₂，ZnO，NiO。

本发明的新型可穿戴存储器中，优选为，所述第二织物型金属线为Al， Ti，Ni，Ag。