[发明专利]一种多层膜结构的多源调控的阻变存储器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种多层膜结构的多场调控的阻变存储器及其制备的方法。该阻变存储器是由压电基板、导电下电极、铁电薄膜层、上电极薄膜层和门电极组成；其中所述的压电基板为PMN‑PT单晶；所述的导电下电极为锰氧化物薄膜；所述的铁电薄膜层为BaTiO3或BiFeO3铁电薄膜；所述的上电极层和门电极是Pt、Au或Al导电薄膜。本发明的存储器的制备过程为，在压电基板上沉积导电下电极薄膜层，然后沉积铁电薄膜单层或异质结，最后再沉积上电极薄膜和门电极。该结构的存储器具有优异电致阻变效应，且利用压电基板构建的场效应结构，可动态地调节电致阻变，实现了存储器件电阻态的多场调控，可提高存储器设计灵活度，该发明将对提高我国数据存储器件的制造具有重要的意义。

主权项

一种多层膜结构的多源调控的阻变存储器的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：（1）采用脉冲激光真空沉积法，在铁电单晶基板（1）上依次沉积导电下电极（2）、铁电薄膜层或异质结层（3），形成该多源调控的阻变存储器的初成品；（2）将步骤（1）所获得的初成品上覆盖直径为0.2mm孔洞的掩膜板，采用真空沉积的方法在半成品的上表面的沉积上电极薄膜层（4）；然后在半成品的铁电单晶基板（1）的下表面沉积门电极层（5）形成该多源调控的阻变存储器的半成品；（3）将步骤（2）中制成的半成品样品放置到退火炉中，在空气气氛中在500℃温度下退火处理3小时，即获得多层膜结构的多源调控的阻变存储器的成品器件；所述步骤（1）中的真空沉积法为脉冲激光沉积的方法，沉积过程的气体采用高纯O2气；导电下电极（2）为锰氧化物时，采用高纯的O2气体，导电下电极（2）的沉积温度为750℃，铁电薄膜层或异质结层（3）的沉积温度为800℃；所述步骤（1）中多层膜薄膜为在线连续生长或离线多台设备分步生长；所述铁电单晶基板在退火炉中退火处理，得到规整的表面台阶；退火过程的气氛为氧气，退火处理的温度为700℃；所述的铁电单晶基板为PMN‑PT；所述的导电下电极为LaxSr1‑xMnO3或LaxCa1‑xMnO3锰氧化物，其中x的值在0.1‑0.2；所述的铁电薄膜层或异质结层为BaTiO3或BiFeO3铁电薄膜中一种或多层异质结；所述的上电极薄膜层或门电极层是Pt、Au或Al导电薄膜中的一种。