阻变存储器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种阻变存储器及其制备方法，其中阻变存储器包括：阻变层、上电极和势垒结构，阻变层设置于衬底上；上电极设置于阻变层上；势垒结构设置于阻变层和上电极之间，用于在器件执行擦除操作时，电子从势垒结构的导带通过，避免阻变层形成缺陷，造成阻变层的反向击穿。通过在阻变层和上电极之间增加一层非完全配比的氧化层作为势垒结构，在该器件的擦除操作过程中，当施加的擦除电压逐渐增大时，阻变层的导带能级会与该氧化层的导带能级拉平，电子从势垒结构的导带中通过，避免了阻变层中形成过多的缺陷，因此器件不会出现反向击穿，使得器件的耐久性得以进一步提高。使得器件的耐久性得以进一步提高。使得器件的耐久性得以进一步提高。

【技术实现步骤摘要】
阻变存储器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及存储器
，特别涉及一种阻变存储器及其制备方法。

技术介绍

[0002]阻变存储器是一种新型的非易失性存储器技术，具有结构简单、操作电压低且易于集成等优势，在非易失性存储、逻辑电路和神经形态计算中有重要的应用前景。
[0003]在外加电场激励下，会使得阻变存储器的介电层中的导电细丝形成和断裂，因此阻变存储器的电阻值可以在高阻态和低阻态之间循环切换。其中，导电细丝的形成和断裂分别对应该阻变存储器的写入和擦除操作。然而，器件在擦除过程，由于流经器件上的电流比较大，易于出现反向击穿的问题，导致器件的失效。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]为解决现有技术中的阻变存储器在擦除过程中因流经电流较大易于出现反向击穿从而造成器件失效的技术问题，本专利技术提供了一种阻变存储器及其制备方法。
[0006](二)技术方案
[0007]本专利技术的一个方面提供了一种阻变存储器，其中包括：阻变层、上电极和势垒结构，阻变层设置于衬底上，用于在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻变存储器，其特征在于，包括：阻变层，设置于衬底上，用于在器件执行写入或擦除操作时，使得器件产生高阻态或低阻态；上电极，设置于所述阻变层上，用于作为器件的一引出电极；势垒结构，设置于所述阻变层和上电极之间，用于在器件执行擦除操作时，电子从所述势垒结构的导带通过，避免所述阻变层形成缺陷，造成阻变层的反向击穿。2.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，所述势垒结构包括：势垒层，设置于所述阻变层上，用于在器件执行擦除操作时，作为氧离子的储蓄层，以使得电子从所述势垒层的导带通过；插层，设置于所述势垒层和所述上电极之间，用于在器件执行擦除操作时，作为氧离子的辅助储蓄层，以进一步防止氧离子直接进入所述上电极。3.根据权利要求2所述的阻变存储器，其特征在于，所述阻变层材料为Ta2O5；所述势垒层材料为TaO
x
，其中，x∈[1.1，1.8]；所述插层材料为Ta、Ti、金属氧化物、非晶硅、非晶碳、石墨烯中至少一种，其中，所述插层的厚度为2nm
‑
20nm；其中，所述势垒层与阻变层之间的势垒为0.45eV
‑
0.65eV。4.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，还包括：下电极，设置于所述阻变层和衬底之间，用于作为器件的另一引出电极。5.根据权利要求4所述的阻变存储器，其特征在于，所述下电极材料为TiN、TaN中至少一种；所述上电极材料为Ir、Al、Ru、Pd、TiN、TaN中至少一种；其中，所述下电极和上电极的厚度为20nm
‑
500nm。6.一种用于制备权利要求1
‑
5中任一项所述的阻变存储器的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上形成阻变层；在所述阻变层上形成势垒结构；在所述势垒结构上形成上电极；其中，所述势垒结构用于在器件执行擦除操作时，电子从所述势垒结构的导带通过，避免所述阻变层形成缺陷，造成阻变层的反向击穿。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述在所述阻变层上形成势垒结构中，包括：在所述阻变层上形成势垒层，所述势垒层用于在器件执行擦除操作时，作为氧离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓欣，李晓燕，董大年，余杰，吕杭炳，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：