一种互补型阻变存储器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108847443A(43)申请公布日2018.11.20(21)申请号201810574927.4(22)申请日2018.06.06(71)申请人华南师范大学地址510631广东省广州市天河区中山大道西55号华南师范大学光电子材料与技术研究所(72)发明人陈心满蒋治国张晓楠章勇(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人李斌(51)Int.Cl.H01L45/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种互补型阻变存储器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种互补型阻变存储器及其制备方法。所述互补型阻变存储器包括底电极、阻变功能复合层以及顶电极。所述阻变功能复合层包括无机金属氧化物介质层及设于无机金属氧化物介质层之间的六角型蜂巢晶格石墨烯(Graphene)材料薄膜。该互补型阻变存储器解决了阻变存储器十字交叉阵列结构中的串扰问题。该器件具有结构简单，操作电压低，响应速度快等优点，可用于开发高集成密度，低能量功耗的纳米尺度非易失性互补型阻变存储器。CN108847443ACN108847443A权利要求书1/1页1.一种互补型阻变存储器，其特征在于：包括底电极、顶电极、及夹于底电极与顶电极之间的阻变功能复合层；所述阻变功能复合层包括第一无机金属氧化物介质层、第二无机金属氧化物介质层及夹于所述第一、第二无机金属氧化物介质层之间的石墨烯薄膜，所述底电极与所述第一无机金属氧化物介质层相连接，所述顶电极与所述第二无机金属氧化物介质层相连接。2.根据权利要求1所述的互补型阻变存储器，其特征在于：所述第一及第二无机金属氧化物介质层为非晶Al2O3薄膜。3.根据权利要求1所述的互补型阻变存储器，其特征在于：所述石墨烯薄膜为单层六角型蜂巢结构周期性紧密堆积的二维碳材料薄膜。4.根据权利要求1所述的互补型阻变存储器，其特征在于：所述的底电极为Au、Pd、Ag、Cu、Pt、ITO、AZO或FTO；顶电极为Au、Al、Ag或Pt。5.根据权利要求2所述的互补型阻变存储器，其特征在于：所述Al2O3薄膜的厚度为5～30nm。6.根据权利要求5所述的互补型阻变存储器，其特征在于：所述Al2O3薄膜的厚度为10nm。7.根据权利要求1至6中任一项的所述互补型阻变存储器，其特征在于：所述互补型阻变存储器可用于柔性器件中。8.一种互补型阻变存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在衬底表面上制备底电极；在包含有底电极的衬底表面制备第一无机金属氧化物介质层；将石墨烯薄膜转移至所述第一无机金属氧化物介质层的表面；在所述石墨烯薄膜的表面制备第二无机金属氧化物介质层；在所述第二无机金属氧化物介质层的表面制备顶电极。9.根据权利要求8的所述制备方法，其特征在于，所述无机金属氧化物介质层为非晶Al2O3薄膜，所述非晶Al2O3薄膜采用单原子层沉积法制备，沉积前驱体为三甲基铝，载气氮气气压0.04-0.5Mpa，流量5-60sccm，动力气压缩空气气压0.05-0.8MPa，反应温度为80-270摄氏度，反应气体为去离子水或臭氧。10.根据权利要求8的所述制备方法，其特征在于，所述石墨烯薄膜的转移包括，采用电化学鼓泡法或腐蚀法剥离铜箔上表面单层石墨烯薄膜，并将所述单层石墨烯薄膜转移至所述第一无机金属氧化物介质层的表面，以及去除石墨烯薄膜表面的PMMA保护膜。2CN108847443A说明书1/4页一种互补型阻变存储器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及半导体存储领域，具体涉及一种互补型阻变存储器及其制备方法。背景技术[0002]基于半导体技术的存储器已经逐渐成为存储领域的中坚力量，广泛应用于大数据，云计算，计算机等高新科技行业。随着人们对于大容量，高性能，可移动，便携式存储器的需求逐渐增大，传统的磁随机动态存储器和闪存由于其自身物理尺寸限制，已经不能满足高密度、小型化的存储要求，开发新型存储器具有重要的意义和价值。阻变存储器(RRAM，resistancerandomaccessmemory)在众多新型存储器件中被视为最有发展潜力的存储器之一。与传统存储器相比，阻变存储器在微缩能力(scaling)、功耗、容量、寿命等方面具有很大的优势。[0003]石墨烯比表面积高达2600m2/g，导热性能3000W·m-1·K-1，力学性能1060GPa，在室温下有较高的电子迁移率15000cm2·V-1·S-1，此外，它的特殊结构使其拥有半整数的量子霍尔效应，成为发展半导体纳米器件备受关注的材料之一。[0004]阻变存储器是一种M-I-M(Metal-Insulation-Metal)三明治结构的两端器件，通过十字交叉阵列(CrossbarArr