一种高一致性的高速阻变存储器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高一致性的高速阻变存储器及其制备方法，阻变存储器包括：底电极、阻变材料薄膜和顶电极，底电极在衬底上，阻变材料薄膜有金属掺杂，掺杂的金属同时满足低导热率和高吉布斯自由能。通过离子注入方法在阻变材料薄膜中注入相应的掺杂金属；本发明专利技术中掺杂的金属需要同时满足两个条件：1）金属氧化物对应的金属与氧反应生成氧化物的吉布斯自由能低于掺杂金属对应的吉布斯自由能；2）掺杂金属及对应氧化物的导热率低于阻变材料薄膜的导热率。本发明专利技术通过选择符合条件的阻变材料、掺杂材料，用RRAM常用工艺即可制备高一致性的高速阻变存储器，较好提高阻变存储器的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻变存储器(RRAM)，具体涉及，属于CMOS超大规模集成电路(ULSI)中的非挥发存储器(Nonvolatile memory)及其制造

技术介绍
自晶体管专利技术以来，半导体和集成电路技术的发展推动着整个信息产业乃至科技的进步。近半个世纪以来，遵循摩尔定律的预测，基于CMOS技术的存储器件集成度以每18个月翻一倍的速度快速增长。然而随着特征尺寸不断缩小，尤其是进入纳米尺寸节点后，目前主流存储器的scaling都将达到极限。尤其是非挥发性存储器，其参数的随机涨落显著增加，可靠性问题日益严峻。在此基础上，人们提出了多种新型非挥发性存储器技术，包括电荷陷阱存储器(CTM)、铁电存储器(FeRAM)、磁存储器(MRAM)、相变存储器(PRAM)，阻变存储器(RRAM)等。其中，RRAM以其优异的存储性能参数，如器件结构简单、工艺实现简单且与CMOS工艺兼容、工作电压低、功耗小、读写速度快、集成密度高、良好的3D集成潜力等。成为业界一致看好的下一代主流非挥发性存储器。但是RRAM目前的技术发展离实际应用还有一定差距，其面临的技术挑战主要包括:器件一致性问题、开关速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高一致性的高速阻变存储器，包括：底电极、阻变材料薄膜和顶电极，其特征在于，底电极在衬底上，所述阻变材料薄膜有金属掺杂，掺杂的金属同时满足低导热率和高吉布斯自由能。

【技术特征摘要】
1.一种高一致性的高速阻变存储器，包括:底电极、阻变材料薄膜和顶电极，其特征在于，底电极在衬底上，所述阻变材料薄膜有金属掺杂，掺杂的金属同时满足低导热率和高吉布斯自由能。2.如权利要求1所述的高一致性的高速阻变存储器，其特征在于，所述掺杂金属满足低导热率:所述掺杂金属及其对应氧化物的导热率低于阻变材料的导热率。3.如权利要求1所述的高一致性的高速阻变存储器，其特征在于，所述掺杂金属满足高吉布斯自由能:所述掺杂金属与氧反应生成氧化物对应的吉布斯自由能高于阻变材料薄膜中金属氧化物对应的金属与氧反应生成氧化物对应的吉布斯自由能。4.如权利要求1所述的高一致性的高速阻变存储器，其特征在于，所述底电极和顶电极形成十字交叉型crossbar结构。5.如权利要求1-4任意一条所述的高一致性的高速阻变存储器，其特征在于，所述衬底采用Si衬底；所述上下电极材料为高电导率材料:Pt、W、Ir或TiN，所述阻变材料选用过度金属氧化物材料:HfOx, TaOx, WOxo6.一种高一致性的高速阻变存储器制备方法，其步骤包括: 1)在衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄如，余牧溪，蔡一茂，王宗巍，潘越，方亦陈，黎明，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：