一种阻变存储器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种阻变存储器件及其制造方法，该阻变存储器件包括下电极、固态电解液、上电极的三明治结构，其中固态电解液包括两层固态电解液，其中一层固态电解液中包括采用电学初始化的方法形成导电细丝。本发明专利技术的阻变存储器制备方法简单、器件工作时不同电阻状态一致性好，器件可靠性高，是下一代非易失性存储器的有力竞争者。

【技术实现步骤摘要】
一种阻变存储器件及其制造方法
本专利技术涉及一种存储器件，具体为一种阻变存储器件及其制造方法。
技术介绍
非挥发性存储器是能实现断电保存信息的一种半导体存储器件。非挥发性存储器在当前的电子产品中有着广泛的应用，如手机、个人电子助理(PDA)、IC卡等。半导体器件尺寸不断地缩小，使得集成电路的设计朝着片上系统集成(SOC)的方向发展，而实现SOC的一个关键技术就是低功耗、高密度、存取速度快的片上存储器的集成。非挥发性存储器无需持续供电的特性使它成为未来SOC大规模片上集成存储器的天然候选。由于现在主流的非挥发性存储器(浮栅闪速存储器)还无法满足SOC片上超大规模集成度的要求，新型非挥发性存储器的开发成为了当前研究的热点。在众多新型的非挥性发存储器当中，阻变存储器的器件尺寸在理论上可以近乎无限制地缩小，因此能达到很高的集成度高。此外，阻变存储器还具有器件制造工艺简单，工作电压低等优势。如图1所示阻变存储器的基本结构，为下电极1、阻变材料层2、上电极3，对于导电细丝型阻变器件，一般上电极为活性电极Cu或Ag，阻变材料层2为固态电解液，下电极为惰性电极例如Pt等，在后续的set操作过程中会产生如图2所示的导电细丝4，由于导电细丝的产生和断裂是随机的，因此造成阻变存储器高阻态和低阻态极其的不稳定，也就是高阻态和低阻态的波动是非常大的，这不利于外围电路区分电阻状态而且不利于器件的可靠性。。
技术实现思路
本专利技术提出一种阻变存储器件及其方法，该阻变存储器件可以提高器件高低阻状态的一致性，进而提高了阻变存储器件的可靠性。为达到本专利技术的技术效果，特采用如下技术方法：一种阻变存储器件，该阻变存储器包括下电极、阻变材料层、上电极，其特征在于阻变材料层包括第一阻变材料层和第二阻变材料层，第一阻变材料层中包括采用电学初始化的方法形成的导电细丝。进一步，第一阻变材料层和第二阻变材料层采用不同材料的固态电解液材料。进一步，下电极为惰性电极，上电极为活性电极。进一步，所述导电细丝的形成方法为在第一阻变材料层上形成中间电极，然后采用半导体参数分析仪电学forming的方法形成所述导电细丝。进一步，去除中间电极后在所述第一阻变材料层上形成第二阻变材料层，在第二阻变材料层上形成上电极。进一步，其特征在于下电极为Pt，上电极为Cu或Ag。一种阻变存储器件的形成方法，包括以下步骤：步骤1，形成下电极，接着形成第一阻变材料层，然后形成中间电极；步骤2，采用半导体参数分析仪在中间电极上施加电压、下电极接地进行初始化操作，也就是forming操作，形成导电细丝；步骤3，采用干法或者湿法的方式刻蚀去除中间电极；步骤4，继续形成第二阻变层以及上电极。进一步，第一阻变材料层和第二阻变材料层采用不同材料的固态电解液材料。进一步，下电极为Pt，上电极为Cu或Ag。一种电子设备，可以包括上述任一特征及其各种不同组合所限定的方案而形成的阻变存储器。本专利技术的技术方案可以提高存储器件高低阻状态的一致性，提高器件的可靠性。附图说明附图1为现有技术阻变存储器基本结构；附图2为现有技术阻变存储器形成的导电细丝；附图3-6为本专利技术实施例1形成的阻变存储器制备方法。具体实施方式为使本申请一实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：采用如下的方法来形成阻变存储器，如图3所示，步骤1，提供衬底，衬底可以为Si、Ge、锗硅、SOI，采用蒸发或者溅射或者其它方式形成下电极1，下电极1厚度为10-1000nm，下电极1例如可以为Pt，接着形成阻变材料层2，然后形成中间电极3，例如可以为Cu，中间电极3厚度10-1000nm，中间电极3采用蒸发或者溅射形成；步骤2，采用半导体参数分析仪在中间电极3施加电压、下电极接地进行初始化操作，也就是forming操作，形成导电细丝4；步骤3，采用干法或者湿法的方式刻蚀去除中间电极3；步骤4，继续形成第二阻变层5以及上电极6，上电极6的厚度为10-1000nm，由于在步骤2中形成的电阻导电细丝4为比较粗的导电细丝，因此再次形成第二阻变层5以及上电极6进行测试时，导电细丝4的尖端电场比较集中，导电细丝4的顶端极易发生阻变现象，如图6所示形成的导电细丝，而其它区域不易发生阻变现象，这样再次进行阻变时导电细丝不会形成在其它不同的区域，因此，不会形成随机的大量的导电细丝，这就降低了导电细丝形成的随机性，从而使得电阻的一致性得到提高，也就是阻变存储器可靠性得以提高。本专利技术优选第一和第二阻变材料层为不同种类的固态电解液材料，这样第一阻变材料层中的导电细丝4可以较为稳定的存在，导电细丝4不易断裂。另外，本专利技术采用电学的初始化的方法形成导电细丝以提高器件的一致性，该方法简单，避免了通过光刻或者电子束曝光的图案化的方法形成导电细丝，工艺更加的简单，可以提高效率，节约成本。实施例2一种采用实施例1所述的方法形成的阻变存储器。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻变存储器件，所述阻变存储器包括衬底，位于所述衬底上的下电极、阻变材料层、上电极，其特征在于所述阻变材料层包括第一阻变材料层和第二阻变材料层，所述第一阻变材料层中包括采用电学初始化的方法形成的导电细丝。

【技术特征摘要】
1.一种阻变存储器件，所述阻变存储器包括衬底，位于所述衬底上的下电极、阻变材料层、上电极，其特征在于所述阻变材料层包括第一阻变材料层和第二阻变材料层，所述第一阻变材料层中包括采用电学初始化的方法形成的导电细丝。2.如权利要求1所述的阻变存储器件，其特征在于所述第一阻变材料层和第二阻变材料层采用不同材料的固态电解液材料。3.如权利要求2所述的阻变存储器件，所述下电极为惰性电极，所述上电极为活性电极。4.如权利要求1所述的阻变存储器件，所述导电细丝的形成方法为在第一阻变材料层上形成中间电极，然后采用半导体参数分析仪电学forming的方法形成所述导电细丝。5.如权利要求1所述的阻变存储器件，去除所述中间电极后在所述第一阻变材料层上形成所述第二阻变...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立伟，
申请(专利权)人：周立伟，
类型：发明
国别省市：天津,12