在70W功率下濺射40分鐘制成介質(zhì)層。
[0033]3)制備頂電極:將制成的變阻層的基片放入掩膜板后，置于電阻蒸發(fā)腔室中，在蒸發(fā)舟上加入適量Cu作為蒸發(fā)源，將腔室抽真空至左右，在蒸發(fā)源電流為180A下蒸發(fā)2分鐘制成頂電極。
[0034]實施例3:
[0035]清洗襯底:選擇聚酰亞胺(PI)為襯底，將襯底用酒精擦洗以除去有機雜質(zhì)，用去離子水沖洗襯底數(shù)次，然后將其用普通的氮氣吹干，反復上述步驟多次直至襯底干凈后待用。
[0036]2.基于CuGaZnO的阻變存儲器的制備
[0037]I)制備底電極:在射頻磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的腔室中，選擇摻雜2at % Al的ZnO作為靶材，將其安裝在靶臺上，石英基片放置在襯底臺上;將腔室抽真空至3.3X 10—3Pa,然后通入流量為80SCCm的氬氣，設置襯底溫度為200°C，在50W功率下濺射2小時制成底電極。
[0038]2)制備阻變層:將制成的底電極基片取出，用鋁箔在基片的一邊上貼上一個掩膜。以以CuGaZn原子比為1:1:1的CuGaZnO陶瓷靶作為靶材，將上述靶材安裝在靶臺后，將上述貼好掩膜的基片放置在襯底臺上;將腔室抽真空至3.3 X 10—3Pa，然后通入流量比為80SCCm:20sCCm的氬氣和氧氣，設置襯底溫度為200°C，在70W功率下濺射40分鐘制成介質(zhì)層。
[0039]3)制備頂電極:將制成的變阻層的基片放入掩膜板后，置于電阻蒸發(fā)腔室中，在蒸發(fā)舟上加入適量Cu作為蒸發(fā)源，將腔室抽真空至左右，在蒸發(fā)源電流為180A下蒸發(fā)2分鐘制成頂電極。
[0040]實施例4:
[0041]1.清洗襯底:選擇聚碳酸酯(PC)為襯底，將襯底用酒精擦洗以除去有機雜質(zhì)，用去離子水沖洗襯底數(shù)次，然后將其用普通的氮氣吹干，反復上述步驟多次直至襯底干凈后待用。
[0042]2.基于CuGaZnO的阻變存儲器的制備
[0043]I)制備底電極:在射頻磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的腔室中，選擇摻雜2at % Al的ZnO作為靶材，將其安裝在靶臺上，石英基片放置在襯底臺上;將腔室抽真空至3.3X 10—3Pa,然后通入流量為80SCCm的氬氣，設置襯底溫度為室溫，在50W功率下濺射2小時制成底電極。
[0044]2)制備阻變層:將制成的底電極基片取出，用鋁箔在基片的一邊上貼上一個掩膜。以CuGaZn原子比為1:1:1的CuGaZnO陶瓷革El作為革G材，將上述革El材安裝在革El臺后，將上述貼好掩膜的基片放置在襯底臺上;將腔室抽真空至3.3 X 10—3Pa，然后通入流量比為80SCCm:20sCCm的氬氣和氧氣，設置襯底溫度為室溫，在70W功率下濺射40分鐘制成介質(zhì)層。
[0045]3)制備頂電極:將制成的變阻層的基片放入掩膜板后，置于電阻蒸發(fā)腔室中，在蒸發(fā)舟上加入適量Cu作為蒸發(fā)源，將腔室抽真空至左右，在蒸發(fā)源電流為180A下蒸發(fā)2分鐘制成頂電極。
[0046]實施例5:
[0047]1.清洗襯底:選擇聚對苯二甲酸乙二酯(PET)為襯底，將襯底用酒精擦洗以除去有機雜質(zhì)，用去離子水沖洗襯底數(shù)次，然后將其用普通的氮氣吹干，反復上述步驟多次直至襯底干凈后待用。
[0048]2.基于CuGaZnO的阻變存儲器的制備
[0049]I)制備底電極:在射頻磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的腔室中，選擇摻雜2at % Al的ZnO作為靶材，將其安裝在靶臺上，石英基片放置在襯底臺上;將腔室抽真空至3.3X 10—3Pa,然后通入流量為80SCCm的氬氣，設置襯底溫度為室溫，在50W功率下濺射2小時制成底電極。
[0050]2)制備阻變層:將制成的底電極基片取出，用鋁箔在基片的一邊上貼上一個掩膜。以CuGaZn原子比為1:1:1的CuGaZnO陶瓷革El作為革G材，將上述革El材安裝在革El臺后，將上述貼好掩膜的基片放置在襯底臺上;將腔室抽真空至3.3 X 10—3Pa，然后通入流量比為60SCCm:80sCCm的氬氣和氧氣，設置襯底溫度為室溫，在70W功率下濺射40分鐘制成介質(zhì)層。
[0051]3)制備頂電極:將制成的變阻層的基片放入掩膜板后，置于電阻蒸發(fā)腔室中，在蒸發(fā)舟上加入適量Cu作為蒸發(fā)源，將腔室抽真空至左右，在蒸發(fā)源電流為180A下蒸發(fā)2分鐘制成頂電極。
[0052]基于優(yōu)選的實施例1，下面結合附圖對多元金屬氧化物薄膜的阻變儲存器的阻變特性作進一步的詳細描述:
[0053]圖1為本發(fā)明實施例1的5次典型1-V曲線Log化之后的阻變特性曲線，從圖中可以看出該器件每次開起電壓位置約為2.5V左右，并且每次開啟電壓位置、開啟幅度均十分穩(wěn)定;在-2.5V左右有明顯關斷行為，關斷效應十分顯著;并且每次開啟關斷曲線路徑穩(wěn)定，可知器件穩(wěn)定性較強、循環(huán)性能良好。開關比大小也可從圖中看出，電流從大約10-3躍變至接近0.1，開關比達到12數(shù)量級。
[0054]圖2為本發(fā)明實施例1的疲勞保持特性，該圖顯示在連續(xù)循環(huán)掃描50次下，阻變開關的性能仍能保持穩(wěn)定。
【主權項】
1.一種基于多元金屬氧化物薄膜的阻變儲存器，是在襯底依次集成有底電極層，阻變層和頂電極層的結構，其特征在于，所述底電極材料為摻雜2at%Al的ZnO，所述阻變層材料為CuGaZnO，所述頂電極材料為Cu;其中，所述CuGaZnO中Cu、Ga、Zn原子的摩爾比為1:1:1。2.—種基于多元金屬氧化物薄膜的阻變儲存器的制備方法，包括以下步驟: 首先采用射頻磁控濺射法，選擇摻雜2at%Al的ZnO為底電極層材料，在襯底上制備底電極，在所述底電極層上放置金屬掩膜，然后選擇Cu、Ga、Zn原子的摩爾比為1:1:1的陶瓷靶材在其上制備CuGaZnO薄膜形成阻變層;最后采取真空鍍膜技術，選擇Cu為頂電極層材料，在所述CuGaZnO薄膜上制備頂電極，從而構成底電極-阻變層-頂電極的結構。3.根據(jù)權利要求2所述基于多元金屬氧化物薄膜的阻變儲存器的制備方法，其特征在于，所述底電極制備中，襯底溫度范圍為18°C?460°C，工作環(huán)境真空度為0.1?0.3Pa，通入氬氣流量為80sccm，射頻功率為50W，濺射時間為2小時。4.根據(jù)權利要求2所述基于多元金屬氧化物薄膜的阻變儲存器的制備方法，其特征在于，所述CuGaZnO薄膜阻變層制備中，將所述底電極層加熱并保持在18°C?460°C，工作環(huán)境真空度為0.1?0.3Pa，通入氬氣和氧氣的混合氣體作為工作氣體，其中氧氣的體積分數(shù)為40%?90%，氬氣的體積分數(shù)為10%?60%，射頻功率為70W，濺射時間40分鐘。5.根據(jù)權利要求2所述基于多元金屬氧化物薄膜的阻變儲存器的制備方法，其特征在于，所述頂電極制備中，以Cu作為蒸發(fā)源，工作環(huán)境真空度為0.1?0.3Pa，蒸發(fā)源電流為180A，蒸發(fā)時間為2分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多元金屬氧化物薄膜的阻變儲存器及其制備方法，屬于儲存器技術領域。本發(fā)明是在襯底依次集成有底電極層，阻變層和頂電極層的結構，所述底電極材料為摻雜2at％Al的ZnO，所述阻變層材料為CuGaZnO，所述頂電極材料為Cu。本發(fā)明制備方法包括以下步驟：先采用射頻磁控濺射法，在襯底上制備底電極，在所述底電極層上放置金屬掩膜，然后在其上制備CuGaZnO薄膜形成阻變層；最后采取真空鍍膜技術，在所述CuGaZnO薄膜上制備Cu頂電極，從而構成底電極-阻變層-頂電極的結構。本發(fā)明阻變儲存器具有高開關比、較低的開關電壓、穩(wěn)定的保持特性與抗疲勞特性；有效解決了制備過程中阻變層材料成本高的問題；制備工藝的可移植性強，有利于實現(xiàn)全透明器件。
【IPC分類】H01L45/00
【公開號】CN105529399
【申請?zhí)枴緾N201610057578
【發(fā)明人】韋敏, 鄧意峰, 鄧宏
【申請人】電子科技大學
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月27日