[发明专利]一种双层多孔结构非晶碳材料的阻变存储器及其制备方法

摘要

本发明涉及一种双层多孔结构非晶碳材料的阻变存储器及其制备方法，包括惰性金属，第一层多孔非晶碳，第二层多孔非晶碳，活性金属，所述惰性金属为底电极，第一层多孔非晶碳设在所述底电极上，所述第二层多孔非晶碳设在第一层多孔非晶碳上，在所述第二层多孔非晶碳上设有活性金属，所述活性金属为顶电极，所述第二层多孔非晶碳上的多孔的孔径尺寸大于第一层非晶碳上的多孔的孔径尺寸。本发明免去了初始化的过程，很大程度的提高了器件的产出率；通过控制氮气含量，精确控制介质层中的孔洞尺寸，有效控制导电细丝的形成与断裂，提升了器件的循环中的均一性。

主权项

1.一种双层多孔结构非晶碳材料的阻变存储器，其特征在于：包括惰性金属，第一层多孔非晶碳，第二层多孔非晶碳，活性金属，所述惰性金属为底电极，第一层多孔非晶碳设在所述底电极上，所述第二层多孔非晶碳设在第一层多孔非晶碳上，在所述第二层多孔非晶碳上设有活性金属，所述活性金属为顶电极，所述第二层多孔非晶碳上的多孔的孔径尺寸大于第一层非晶碳上的多孔的孔径尺寸；两层碳薄膜中掺杂不同含量的氮，在高温退火时，氮被释放，生成不同尺寸的孔径；在随后热蒸活性电极时，活性金属原子会很容易渗透到上层大尺寸孔径的薄膜中，形成尖端电极；但不容易渗透到下层小尺寸孔径的薄膜中，不会形成很粗的金属导电细丝；在上电极活性金属端加正电压，下电极接惰性金属端接地时，尖端电极增强局域电场，此处的活性金属被氧化后，形成离子继续向下层小尺寸孔径迁移，在下电极处被还原，最终形成较细的金属导电细丝；在上电极活性金属加负电压，下电极惰性金属接地时，在电场和热量的驱动下，导电细丝处的活性金属离子往上电极方向迁移，最终导电细丝断裂，至此，实现阻变的转换，纳米尺寸的孔径能够有效的控制导电细丝的均一性。