一种二元阈值转变选通器及其制备方法和相变存储器技术

本发明专利技术提供一种二元阈值转变选通器及其制备方法和相变存储器，所述二元阈值转变选通器自下而上依次包括下电极层、下降压功能层、阈值转变开关材料层、上降压功能层和上电极层；所述下降压功能层和所述上降压功能层的材料独立地包括Ge、Te或In中的任意一种或至少两种的组合。本发明专利技术通过引入降压功能层，有效降低了阈值转变开关材料层工作时的阈值电压和第一次点火的阈值电压，不仅延长了器件的使用寿命，还避免了第一次点火的高阈值电压对器件造成损坏，提高了多层器件的生产良率；同时降压功能层还可以替代阻挡层，在不增加器件复杂度的情况下起到了减小二元阈值转变选通器以及电极之间元素扩散的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子，具体涉及一种二元阈值转变选通器及其制备方法和相变存储器。

技术介绍

1、以硫系化合物为主的二元阈值转变(ots)材料可作为选通开关被应用于相变存储器。ots选通开关的原理如下：利用电学信号控制选通器件的开关，当施加于选通器件的电压高于其阈值电压(vth)，ots材料会从高阻态转变为低阻态，此时器件处于开启状态；当撤去电学信号，ots材料会回到高阻态，器件处于关闭状态。通常，未经过操作的ots在发生初次阈值转变时，需要一个初次点火操作(first fire)，表现为初次开启的阈值电压明显高于后续开启时的阈值电压。而撤去电压后，随着时间的流逝，器件的vth会向着first fire之前的状态逐渐恢复、增大，这一现象被称为vth漂移。这种现象会影响存储器读取窗口的稳定，甚至造成器件的失效。此外，过高的first fire vth会对ots器件造成冲击，增加损坏风险。

2、另一方面，在相变存储器中，为了减小存储材料、选通开关以及电极之间的元素扩散，会在各功能层中间加入阻挡层，目前阻挡层材料一般选用碳(c)和钨(w)，其没有降低fi本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二元阈值转变选通器，其特征在于，所述二元阈值转变选通器自下而上依次包括下电极层、下降压功能层、阈值转变开关材料层、上降压功能层和上电极层；

2.根据权利要求1所述的二元阈值转变选通器，其特征在于，所述下降压功能层和所述上降压功能层的材料相同。

3.根据权利要求1或2所述的二元阈值转变选通器，其特征在于，所述下降压功能层和所述上降压功能层的厚度独立地为1-3nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的二元阈值转变选通器，其特征在于，所述阈值转变开关材料层的材料包括Ge、Te、As、Se、In或S中的任意三种或至少四种的组合；p>

5.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种二元阈值转变选通器，其特征在于，所述二元阈值转变选通器自下而上依次包括下电极层、下降压功能层、阈值转变开关材料层、上降压功能层和上电极层；

2.根据权利要求1所述的二元阈值转变选通器，其特征在于，所述下降压功能层和所述上降压功能层的材料相同。

3.根据权利要求1或2所述的二元阈值转变选通器，其特征在于，所述下降压功能层和所述上降压功能层的厚度独立地为1-3nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的二元阈值转变选通器，其特征在于，所述阈值转变开关材料层的材料包括ge、te、as、se、in或s中的任意三种或至少四种的组合；

5.根据权利要求1-4任一项所述的二元阈值转变选通器，其特征在于，所述下电极层的材料包括w、pt、au、tin、ti、al、ag、cu或ni中的任意一种或至少两种的组合；

6.根据权利要求1-5任一项所述的二元阈值转变选通器，其特征在于，所述下电极层和所述上电极层的厚度独立地为20-60nm。

【专利技术属性】
技术研发人员：查嘉伟，韩钢，宋三年，
申请(专利权)人：爱发科苏州技术研究开发有限公司，
类型：发明
国别省市：