CN114512604A - 一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器 - Google Patents
一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114512604A CN114512604A CN202210412902.0A CN202210412902A CN114512604A CN 114512604 A CN114512604 A CN 114512604A CN 202210412902 A CN202210412902 A CN 202210412902A CN 114512604 A CN114512604 A CN 114512604A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- functional layer
- sputtering
- layer
- electrode
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 26
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910003087 TiOx Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 83
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 42
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 41
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 15
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 claims description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 6
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/881—Switching materials
- H10N70/883—Oxides or nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及微电子材料与半导体器件技术领域，具体涉及一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器。该忆阻器自下而上依次设置为衬底、底电极、第一功能层、第二功能层和顶电极；所述第一功能层和第二功能层为纳米堆叠结构薄膜材料，其中，第一功能层的材料采用HfOy薄膜，第二功能层的材料采用Cu掺杂的TiOx薄膜。本发明中第一功能层HfOy薄膜材料获取简单，易于实现，并且具有高开关比，第二功能层TiOx薄膜中掺入Cu可以加快导电细丝的生成速率，增强导电细丝的稳定性，从而增大忆阻器的开关比，进而实现双功能层提高忆阻器的稳定性、增大忆阻器的开关比，对新一代存储器的研究具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及微电子材料与半导体器件技术领域，具体涉及一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，以及其制备的方法。
背景技术
1971年加州大学伯克利分校的蔡少堂教授首次提出忆阻器的概念，忆阻器作为一种非线性电子元器件，可以表示电流与磁通的关系，与电阻、电容和电感并称为四种基本电子元器件。2008年惠普公司首次研制出忆阻器实物，激发了各国研究员对忆阻研究的热情。忆阻器是一种具有记忆功能的无源器件，其阻值会随着流经它的电流而改变，并且忆阻器会保持断电前最后时刻的阻值，因此忆阻器具有非易失性存储功能。这种特性使忆阻器具有较为广泛的应用前景，例如随机存储器的制备、人工神经网络等。
目前忆阻器的研究主要基于氧化物体系，氧化物忆阻器的工作原理是氧空位在电场作用下的迁移，由于氧空位迁移速度缓慢，顶电极和底电极之间很难形成导电细丝，因此氧化物忆阻器的低阻态较难实现，开关比较小，所需偏置电压较大，稳定性较差，随机性过强，这些不利因素很大程度上限制了实物忆阻器的发展。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，采用的技术方案为：
一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，包括自下而上依次设置为衬底、底电极、第一功能层、第二功能层和顶电极；
所述第一功能层和第二功能层为纳米堆叠结构薄膜材料，其中，第一功能层的材料采用HfOy薄膜，第二功能层的材料采用Cu掺杂的TiOx薄膜，其中，0<x≤2，0<y≤2。
优选的，所述顶电极和底电极的材料采用单层金属电极层、双层复合电极层中的任意一种，所述衬底采用抛光玻璃、硅晶片和导电玻璃中的任意一种。
优选的，所述单层金属电极层的材料采用W、Al、Cu、Ag、Pt、Au、Ti、Zr、Ta中的任意一种；所述双层复合电极层的材料采用Ag/Ti、Au/Ti、Pt/Ti、Ag/Cu、Au/Cu、Pt/Cu中的任意一种。
优选的，所述衬底为抛光玻璃，底电极为Au/Ti复合电极，顶电极为Au电极。
优选的，所述底电极、第一功能层、第二功能层、顶电极采用磁控溅射、电子束蒸发或化学气相沉积的任一种工艺形成。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
(1)清洗衬底：将抛光玻璃使用无水酒精擦拭后烘干备用；
(2)打磨靶材：依次使用粗砂纸和细砂纸打磨Ti靶材、Cu靶材、HfOy靶材和TiOx靶材，再用无尘布擦拭其表面；
(3)制备Au薄膜：使用离子镀膜仪，以Au靶材作为溅射源，调节离子镀膜仪的电流维持在6.5mA～8.5mA，溅射得到厚度10nm～50nm的Au薄膜；
(4)制备底电极：采用直流溅射法，以Ti靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为6.5cm～12.5cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率80w～100w，溅射时间5min～12min，在Au薄膜之上沉积得到厚度为40nm～150nm的Ti薄膜，形成Au/Ti复合电极；
(5)制备第一功能层：采用射频溅射法，以HfOy靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率90w～125w，溅射时间5min～15min，在底电极之上沉积HfOy薄膜，形成第一功能层；
(6)制备TiOx薄膜：采用射频溅射法，以TiOx靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率80w～125w，溅射时间5min～15min，在第一功能层HfOy薄膜表面沉积TiOx薄膜；
(7)制备第二功能层：采用射频溅射法，以Cu靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率25w～55w，在TiOx薄膜内掺入Cu，溅射时间为50s～150s，形成第二功能层；
(8)退火处理：制备第二功能层结束后，冷却1小时；
(9)制备顶电极：使用离子镀膜仪，以金靶材作为溅射源，调节离子镀膜仪的电流维持在4.5mA～8.5mA，溅射时间为20s～120s，在Cu掺杂的TiOx薄膜之上沉积Au薄膜，形成顶电极。
优选的，所述底电极的厚度为50nm～200nm, 所述顶电极的厚度为10nm～300nm。
优选的，所述第一功能层的厚度为100nm～600nm，所述第二功能层的厚度为200nm～700nm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明中第一功能层HfOy薄膜材料获取简单，易于实现，并且具有高开关比，第二功能层TiOx薄膜中掺入Cu是由于Cu作为一种活性金属，容易发生氧化还原反应，TiOx薄膜中掺入Cu可以加快导电细丝的生成速率，增强导电细丝的稳定性，从而增大忆阻器的开关比，进而实现双功能层提高忆阻器的稳定性、增大忆阻器的开关比，对新一代存储器的研究具有重要意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器的结构示意图；
图2为本发明实施例1制备的忆阻器测量的电流-电压特征曲线图；
图3为本发明实施例2制备的忆阻器测量的电流-电压特征曲线图；
图4为本发明实施例3制备的忆阻器测量的电流-电压特征曲线图。
图1中，100-衬底；101-底电极；102-第一功能层；103-第二功能层；104-顶电极。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明；为了更好说明本实施例，附图某些部件会省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域的技术人员来说，附图中的某些公知结构及其说明可能省略；术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图做详细说明。
如图1所示，一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，包括自下而上依次设置为衬底100、底电极101、第一功能层102、第二功能层103和顶电极104；
所述第一功能层102和第二功能层103为纳米堆叠结构薄膜材料，其中，第一功能层102的材料采用HfOy薄膜，第二功能层103的材料采用Cu掺杂的TiOx薄膜，其中，0<x≤2，0<y≤2。
进一步地，所述顶电极104和底电极101的材料采用单层金属电极层、双层复合电极层中的任意一种，所述衬底100采用抛光玻璃、硅晶片和导电玻璃中的任意一种。
所述单层金属电极层的材料采用W、Al、Cu、Ag、Pt、Au、Ti、Zr、Ta中的任意一种；所述双层复合电极层的材料采用Ag/Ti、Au/Ti、Pt/Ti、Ag/Cu、Au/Cu、Pt/Cu中的任意一种。
进一步地所述衬底100为抛光玻璃，底电极101为Au/Ti复合电极，顶电极104为Au电极。
所述底电极101、第一功能层102、第二功能层103、顶电极104采用磁控溅射、电子束蒸发或化学气相沉积的任一种工艺形成。
所述底电极101的厚度为50nm～200nm, 所述顶电极104的厚度为10nm～300nm。
所述第一功能层102的厚度为100nm～600nm，所述第二功能层103的厚度为200nm～700nm。
实施例1
一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，这种忆阻器的制备方法，包括以下步骤：
(1)清洗衬底100：将抛光玻璃使用无水酒精擦拭后烘干备用。
(2)打磨靶材：依次使用粗砂纸和细砂纸打磨Ti靶材、Cu靶材、金属氧化物的靶材，再用无尘布擦拭其表面；本申请所选用的金属氧化物的靶材是缺氧的靶材，及HfOy靶材和TiOx靶材，0<x≤2，0<y≤2。
(3)制备Au薄膜：使用离子镀膜仪，以Au靶材作为溅射源，调节离子镀膜仪的电流维持在7.5mA，溅射得到Au薄膜。
(4)制备底电极101：采用直流溅射法，以Ti靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为9.5cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率90w，溅射时间8.5min，在Au薄膜之上沉积Ti薄膜，形成Au/Ti复合电极。
(5)制备第一功能层102：采用射频溅射法，以HfOy靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为11cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率110w，溅射时间7.5min，在底电极101之上沉积HfOy薄膜。
(6)制备TiOx薄膜：采用射频溅射法，以TiOx靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为11cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率100w，溅射时间12.5min，在HfOy薄膜表面沉积TiOx薄膜。
(7)制备第二功能层103：采用射频溅射法，以Cu靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为11cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率40w，在TiOx薄膜内掺入Cu，溅射时间为85s，形成第二功能层103，即Cu掺杂的TiOx薄膜。
(8)退火处理：在制备第二功能层103结束后，冷却1小时再进行下一步，此步骤的目的是为了使生成的Cu掺杂的TiOx薄膜更好的生成结晶体。
(9)制备顶电极104：使用离子镀膜仪，以金靶材作为溅射源，调节离子镀膜仪的电流维持在6.5mA，溅射时间为70s，在Cu掺杂的TiOx薄膜之上沉积Au薄膜，形成顶电极104。
实施例2
一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，在制备的时候改变溅射第一功能层102、第二功能层103的时间，HfOy溅射时间为7.5min，TiOx溅射时间为7.5min，Cu溅射时间为135s，其他同实施例1。
实施例3
一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，在制备的时候再改变溅射第一功能层102、第二功能层103的时间，HfOy溅射时间为12.5min，TiOx溅射时间为7.5min，Cu溅射时间为85s，其他同实施例1。
实施例4
一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，制备底电极101时调节直流功率80w，溅射时间6min，形成Au/Ti复合电极；制备顶电极104时调节离子镀膜仪的电流维持在4.5mA，溅射时间为20s，在Cu掺杂的TiOx薄膜之上沉积Au薄膜，形成顶电极104。其他同实施例1。
实施例5
一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，制备底电极101时调节直流功率100w，溅射时间8min，形成Au/Ti复合电极；制备顶电极104时调节离子镀膜仪的电流维持在6.5mA，溅射时间为80s，在Cu掺杂的TiOx薄膜之上沉积Au薄膜，形成顶电极104。其他同实施例2。
实施例6
一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，制备底电极101时调节直流功率100w，溅射时间12min，形成Au/Ti复合电极；制备顶电极104时调节离子镀膜仪的电流维持在6.5mA，溅射时间为120s，在Cu掺杂的TiOx薄膜之上沉积Au薄膜，形成顶电极104。其他同实施例3。
如图2中，HfOy溅射时间为7.5min、TiOx溅射时间为12.5min、Cu溅射时间为85s时制备的忆阻器的电流-电压特征曲线图；如图3中，HfOy溅射时间为7.5min、TiOx溅射时间为7.5min、Cu溅射时间为135s时制备的忆阻器的电流-电压特征曲线图；如图4中，HfOy溅射时间为12.5min、TiOx溅射时间为7.5min、Cu溅射时间为85s时制备的忆阻器的电流-电压特征曲线图。本申请只列举了典型的实施例，通过实施例4至6制备的忆阻器的比较可知，电流-电压特征曲线主要受第一功能层102和第二功能层103的影响，受底电极101和顶电极104的影响较小。
本发明只是列举了较佳的实施例，未述及的部分采用现有技术。本发明使用到的化学物质包括缺氧的金属氧化物的靶材、以及其他物品和器材均可以从市场上购买。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所示的实验例是为了帮助读者理解本发明的原理，应理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其他各方面变形，这些变形仍然在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：包括自下而上依次设置为衬底、底电极、第一功能层、第二功能层和顶电极；
所述第一功能层和第二功能层为纳米堆叠结构薄膜材料，其中，第一功能层的材料采用HfOy薄膜，第二功能层的材料采用Cu掺杂的TiOx薄膜，其中，0<x≤2，0<y≤2。
2.根据权利要求1所述的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：所述顶电极和底电极的材料采用单层金属电极层、双层复合电极层中的任意一种，所述衬底采用抛光玻璃、硅晶片和导电玻璃中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：所述单层金属电极层的材料采用W、Al、Cu、Ag、Pt、Au、Ti、Zr、Ta中的任意一种；所述双层复合电极层的材料采用Ag/Ti、Au/Ti、Pt/Ti、Ag/Cu、Au/Cu、Pt/Cu中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：所述衬底为抛光玻璃，底电极为Au/Ti复合电极，顶电极为Au电极。
5.根据权利要求4所述的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：所述底电极、第一功能层、第二功能层、顶电极采用磁控溅射、电子束蒸发或化学气相沉积的任一种工艺形成。
6.根据权利要求5所述的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
(1)清洗衬底：将抛光玻璃使用无水酒精擦拭后烘干备用；
(2)打磨靶材：依次使用粗砂纸和细砂纸打磨Ti靶材、Cu靶材、HfOy靶材和TiOx靶材，再用无尘布擦拭其表面；
(3)制备Au薄膜：使用离子镀膜仪，以Au靶材作为溅射源，调节离子镀膜仪的电流维持在6.5mA～8.5mA，溅射得到厚度10nm～50nm的Au薄膜；
(4)制备底电极：采用直流溅射法，以Ti靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为6.5cm～12.5cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率80w～100w，溅射时间5min～12min，在Au薄膜之上沉积得到厚度为40nm～150nm的Ti薄膜，形成Au/Ti复合电极；
(5)制备第一功能层：采用射频溅射法，以HfOy靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率90w～125w，溅射时间5min～15min，在底电极之上沉积HfOy薄膜，形成第一功能层；
(6)制备TiOx薄膜：采用射频溅射法，以TiOx靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率80w～125w，溅射时间5min～15min，在第一功能层HfOy薄膜表面沉积TiOx薄膜；
(7)制备第二功能层：采用射频溅射法，以Cu靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率25w～55w，在TiOx薄膜内掺入Cu，溅射时间为50s～150s，形成第二功能层Cu掺杂的TiOx薄膜；
(8)退火处理：制备完成第二功能层结束后，冷却1小时；
(9)制备顶电极：使用离子镀膜仪，以金靶材作为溅射源，调节离子镀膜仪的电流维持在4.5mA～8.5mA，溅射时间为20s～120s，在Cu掺杂的TiOx薄膜之上沉积Au薄膜，形成顶电极。
7.根据权利要求6所述的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：所述底电极的厚度为50nm～200nm, 所述顶电极的厚度为10nm～300nm。
8.根据权利要求6所述的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：所述第一功能层的厚度为100nm～600nm，所述第二功能层的厚度为200nm～700nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210412902.0A CN114512604B (zh) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210412902.0A CN114512604B (zh) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114512604A true CN114512604A (zh) | 2022-05-17 |
| CN114512604B CN114512604B (zh) | 2022-08-05 |
Family
ID=81554908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210412902.0A Active CN114512604B (zh) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114512604B (zh) |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090278109A1 (en) * | 2008-05-10 | 2009-11-12 | Prashant Phatak | Confinement techniques for non-volatile resistive-switching memories |
| US20100264397A1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-10-21 | Qiangfei Xia | Memristive device with a bi-metallic electrode |
| CN102130296A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-07-20 | 天津理工大学 | 一种基于掺杂氧化钒薄膜的阻变存储器及其制备方法 |
| US8502343B1 (en) * | 2010-11-17 | 2013-08-06 | The University Of Toledo | Nanoelectric memristor device with dilute magnetic semiconductors |
| US20130214234A1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-08-22 | Adesto Technologies Corporation | Resistive Switching Devices and Methods of Formation Thereof |
| US20130264534A1 (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Selection device and nonvolatile memory cell including the same and method of fabricating the same |
| US20140241031A1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-08-28 | Sandisk 3D Llc | Dielectric-based memory cells having multi-level one-time programmable and bi-level rewriteable operating modes and methods of forming the same |
| US20160028005A1 (en) * | 2014-01-15 | 2016-01-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Memristor structure with a dopant source |
| US20170358742A1 (en) * | 2014-12-19 | 2017-12-14 | Imec Vzw | Resistive switching memory cell |
| CN107579153A (zh) * | 2017-07-17 | 2018-01-12 | 湖北大学 | 一种基于电极铪（Hf）掺杂的低功耗阻变存储器及其制备方法 |
| CN111883656A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-11-03 | 国家纳米科学中心 | 一种忆阻器及其制备方法 |
| CN112599664A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-02 | 南京大学 | 一种模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器及其制备方法 |
| US20210265564A1 (en) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | Tetramem Inc. | Proton-based two-terminal volatile memristive devices |
| CN114242888A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 山东科技大学 | 一种Cu掺杂的TixOy薄膜忆阻器及制备方法 |
-
2022
- 2022-04-20 CN CN202210412902.0A patent/CN114512604B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090278109A1 (en) * | 2008-05-10 | 2009-11-12 | Prashant Phatak | Confinement techniques for non-volatile resistive-switching memories |
| US20100264397A1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-10-21 | Qiangfei Xia | Memristive device with a bi-metallic electrode |
| US8502343B1 (en) * | 2010-11-17 | 2013-08-06 | The University Of Toledo | Nanoelectric memristor device with dilute magnetic semiconductors |
| CN102130296A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-07-20 | 天津理工大学 | 一种基于掺杂氧化钒薄膜的阻变存储器及其制备方法 |
| US20130214234A1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-08-22 | Adesto Technologies Corporation | Resistive Switching Devices and Methods of Formation Thereof |
| US20130264534A1 (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Selection device and nonvolatile memory cell including the same and method of fabricating the same |
| US20140241031A1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-08-28 | Sandisk 3D Llc | Dielectric-based memory cells having multi-level one-time programmable and bi-level rewriteable operating modes and methods of forming the same |
| US20160028005A1 (en) * | 2014-01-15 | 2016-01-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Memristor structure with a dopant source |
| US20170358742A1 (en) * | 2014-12-19 | 2017-12-14 | Imec Vzw | Resistive switching memory cell |
| CN107579153A (zh) * | 2017-07-17 | 2018-01-12 | 湖北大学 | 一种基于电极铪（Hf）掺杂的低功耗阻变存储器及其制备方法 |
| US20210265564A1 (en) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | Tetramem Inc. | Proton-based two-terminal volatile memristive devices |
| CN111883656A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-11-03 | 国家纳米科学中心 | 一种忆阻器及其制备方法 |
| CN112599664A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-02 | 南京大学 | 一种模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器及其制备方法 |
| CN114242888A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 山东科技大学 | 一种Cu掺杂的TixOy薄膜忆阻器及制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| JIAN LIU等: "An electronic synaptic device based on HfO2/TiOx bilayer structure memristor with self-compliance and deep-RESET characteristics", 《NANOTECHNOLOGY》 * |
| YU-CHIH HUANG等: "Superior resistive switching characteristics of Cu-TiO2 based RRAM cell", 《2013 IEEE 5TH INTERNATIONAL NANOELECTRONICS CONFERENCE (INEC)》 * |
| 邓亚峰等: "忆阻器阻变机制及其材料研究进展", 《计算机工程与科学》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114512604B (zh) | 2022-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dat et al. | Pulsed laser ablation synthesis and characterization of layered Pt/SrBi2Ta2O9/Pt ferroelectric capacitors with practically no polarization fatigue | |
| Lee et al. | Heteroepitaxial growth of BaTiO3 films on Si by pulsed laser deposition | |
| CN109355622A (zh) | 一种磁控溅射制备铁电薄膜的方法及铁电薄膜 | |
| TW408470B (en) | Thin film capacitor and the manufacture method thereof | |
| CN113285020B (zh) | 一种单通道忆阻器及其制备方法 | |
| CN108321294B (zh) | 一种存储机制可调的薄膜阻变存储器及其制备方法 | |
| CN110635027A (zh) | 一种基于MXene电极的半导体器件及其制备方法 | |
| CN108428700B (zh) | 一种室温下忆阻及负微分效应稳定共存器件的制备方法 | |
| CN107604310A (zh) | 一种氧化镍‑钛酸钡纳米复合铁电薄膜材料及其制备方法与应用 | |
| CN114512604B (zh) | 一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器 | |
| CN106601903A (zh) | c轴高度取向的钛酸钡薄膜及其在中低温下的原位制法 | |
| KR20170093428A (ko) | 수소 처리된 NbO2 박막, NbO2 박막의 제조방법 및 NbO2 박막을 구비한 전자소자의 제조방법 | |
| CN114824072B (zh) | 一种富氧缺位掺杂二氧化锆的忆阻器及其制备方法 | |
| CN110937925A (zh) | 一种高极化强度和大应变特性的铁酸铋基薄膜及其制备方法 | |
| WO2020139141A9 (ru) | Способ изготовления мемристора с наноконцентраторами электрического поля | |
| Zhang et al. | Structural and dielectric properties of Bi2Zn2/3Nb4/3O7 thin films prepared by pulsed laser deposition at low temperature for embedded capacitor applications | |
| CN112331766B (zh) | 基于碲化钼的忆阻器及其制备方法、非易失性存储器 | |
| CN110643948A (zh) | 一种钛酸锶/钌酸锶铁电超晶格薄膜材料及其制备方法 | |
| CN113088912B (zh) | 改善TaOx基阻变存储器可靠性的硅掺杂磁控溅射工艺 | |
| CN108588677A (zh) | 一种高介电常数的纳米叠层介电薄膜及其制备方法 | |
| CN114242888A (zh) | 一种Cu掺杂的TixOy薄膜忆阻器及制备方法 | |
| CN108447613B (zh) | 一种调控超导转变温度的方法 | |
| CN112921288B (zh) | 一种制备高储能密度BaTiO3铁电薄膜的方法及其产品与应用 | |
| CN116806117B (zh) | 基于直流偏压调控的氧化物忆阻器的制备方法 | |
| Pan et al. | Impact of Yb content on structural properties and ferroelectric characteristics of BiFeO3 thin films on Pt/TiN/Si substrates |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |